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@@ -14,25 +14,26 @@ Nous n'avons pas besoin de très hautes performances ni de très hautes tension.
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Le design part d'une base d'un "Amplificateur de mesure" à 3 amplificateurs opérationnels
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Le gain typique pour un tel amplificateur est calculé avec la formule suivante :
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Considérons que l'on prennes des ampli opérationnels de type TL071, qui sont vraiment des entrées de gamme peu chers. Alors nous devons retenir les limitations suivantes :
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1) Si on alimente l'ampli op avec une tension de +/-5V alors nous sommes limités sur l'amplitude de la tension de sortie à environ +/-4.8V jusqu’à 200kHz. Donc si on souhaite mesurer des fréquences plus grande l'amplitude de sortie sera limité.
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2) Il est intéressant de ne pas avoir un gain trop différent de 1 pour éviter de se limiter sur la bande passante en boucle fermée. Ici on voit que pour un gain de 1, on arrive jusqu’à 1 MHz, mais si le gain est fort (montré sur l'image a 10) alors la bande passante basse a quelques centaines de kHz
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Pour mesurer des tension plus importantes, nous avons besoin d'un pont diviseur en entrée. Ci-dessous un petit circuit [modélisé avec circuitLab](https://www.circuitlab.com/)
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En première partie a gauche un diviseur de tension par 100 avec des résistances de 5 MΩ et de 50 kΩ
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Sur la droite un amplificateur de mesure avec une résistance Rgain infinie (non connectée) et donc un gain de : Gain = (1 + 2 * R1 / Rg) (R3 / R2) ==> Gain = R3/R3 = 1
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@@ -42,19 +43,19 @@ En combinant les deux, nous avons bien une sonde divisant la tension par 100 et
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Etant donné que dans l'ampli op lui même, les entrées on une capacité parasite, le signal sera perturbé par ces capacités qui agiront comme un filtre passe bas.
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Ces capacités parasites peuvent être modélisées ainsi aux entrées de l'amplificateur opérationnel. Il y a une capacité de chaque entrée par rapport au GND appelée "common-mode" capacitance et une capacité entre les entrées appelée "differntial capacitance"
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Pour les compenser, un pont diviseur capacitif sera placé en parallèle des résistances
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Son objectif est de compenser le signal de manière à ce qu'il reste propre et que le couple résistances d'entrées + ampli op n'agissent pas comme un filtre passe bas écrasant la réponse en fréquence.
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Pour calculer les valeurs du pont capacitif nous avons besoin de compenser les 2 pF en mode commun des entrées de l'ampli opérationnel. Etant donné notre ratio désiré de 1/100 cela signifie que nous aurions besoin en entrée d'avoir 0.02 pF ce qui est impossible à réaliser.
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@@ -77,7 +78,7 @@ Le schéma proposé par lbarbisch reprends les hypothèses ci-dessus. Plusieurs
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Pourquoi retirer les diodes de protection sur les entrées des amplificateurs opérationnels ? Ces diodes ont une capacitance qui est non-négligeable de l'ordre de 300 pF @ 0 V à 100 pF @ 5 V.
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Je pense que dans le design proposé, ces diodes n'ont pas été prises en compte dans la compensation avec les capacités d'entrée. Etant donné que leur capacité change avec la tension inverse appliquée à la diode, elles sont quasi-impossibles à compenser.
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## Modélisation
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@@ -89,7 +90,7 @@ Dans KiCad un schéma à été réalisé pour recopier le design original. Quelq
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- Les résistances sont toutes prise a 1% au lieu des 0,1% recommandées.
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- Les packages des résistances et condensateurs sont tous 805 ou 1206, c'est un peu plus grand mais beaucoup plus simple a souder à la main.
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Le PCB est légèrement agrandi pour faire rentrer les composants plus gros en package CMS 805, le design original prend des composants discrets en taille 603 que je n'ai pas envie de souder à la main.
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Reference in New Issue
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