Dartd_amp_rectifns cet article je vous propose l’étude de la note d’application du constructeur Texas Instrument mettant en œuvre un montage à amplificateur opérationnel pour le capteur de température PT100. Le schéma proposé par le constructeur qui comporte une petite erreur est corrigée sur la figure suivante.

Le seul commentaire proposé par le constructeur est le suivant :

« The OPA180 is excellent for use in analog linearization of resistance temperature detectors (RTDs). The below circuit combines the precision of the OPA180 amplifier and the precision reference REF5050 to linearize a Pt100 RTD. »

Pour l’étude de ce montage on donne le modèle de la résistance pour la thermistance Pt100 telle que :Eq1On précise que la résistance nominale R0=100Ω pour la température T0=0°C. Par ailleurs on donne les valeurs des coefficients A=3,9083.10-3K-1 et B=-5,775.10-7K-2

R237160-91

En appliquant le théorème de Millmann sur V- & V+ on obtient :Eq2Comme l’amplificateur opérationnel travaille en régime linéaire V-=V+. En effectuant quelques simplifications il vient rapidement :Eq3

Cette équation peut se mettre sous la forme : Eq4

Le script Scilab proposé ci-dessous permet de tracer l’évolution de la sortie pour une température comprise entre 0 et 200°C et qui évolue bien entre 0 et 5V comme indiqué sur le schéma.

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L’exécution du script renvoie la figure suivante :

trace

Après un premier devoir très simple, je vous propose ce devoir n°2 permettant de revoir quelques montages classiques autour d’amplificateurs opérationnels. Pour simplifier l’étude des montages on suppose bien évidemment que les ampli-op sont parfaits et fonctionnent en régime linéaire. Vous trouverez aussi quelques éléments de correction du devoir n°1.

500_103

Lorsque l’on souhaite étudier le fonctionnement d’un montage électronique utilisant des diodes, il est souvent bien plus simple avec nos étudiants d’aborder le cas où le modèle de la diode est pris sans tension de seuil. Comme le logiciel de simulation LTSpice est à mon avis un support indispensable pour accompagner l’étude et l’analyse des systèmes électroniques il devient alors intéressant de retrouver cette simplification avec LTSpice. Il n’existe pas de modèle de diode « idéale » directement prêt à l’emploi mais il suffit simplement de choisir N=0,001 dans le modèle de diode comme le montre l’exemple suivant et dont le fichier de simulation LTSpice est disponible ici : Diode_ideale.asc

illustration_Dideal

Cette simulation permet de mettre en évidence le fonctionnement d’une diode sans seuil par rapport à une diode signal classique de type 1N4148. En reprenant l’article détecteur de crête posté sur ce site, il est alors possible d’illustrer simplement le fonctionnement d’un détecteur de crête : detect_crete_Dideal.ascillustration_Detect_Dideal

 Bonnes simulations avec LTSpice !

Certains matériaux anisotropes (quartz, tourmaline,….) présentent la propriété de se polariser électriquement lorsqu’on les comprime : cet effet est appelé piézo-électrique. Cet effet est aussi réversible, c’est à dire qu’une lame (ou cristal) d’un tel matériau subi des déformations lorsque l’on applique un champ électrique. En fixant des électrodes de part et d’autre du cristal, on forme ainsi un résonateur mécanique. L’application d’une tension provoque une excitation mécanique qui entraîne un déplacement de charges et donc la création d’un courant. Ce dipôle peut être modélisé par le schéma équivalent suivant au voisinage de la fréquence de résonance du cristal :

modele_piezo

Dans le cadre des travaux pratiques du module SEI je propose de caractériser et d’utiliser un résonateur piezoélectrique à 455kHz dont une caractérisation à titre indicatif nous donne les paramètres suivants :

     Co=260.71pF      R=8.91Ω        L=7,286mH         C=17.76pF

En utilisant le schéma de simulation LTSpice suivant :  Caract_resonpiezo.asc il est possible de tracer le module et la phase de l’impédance du résonateur pour des fréquences variant entre 430kHz et 470kHz.IM3570

Afin de vérifier les résultats  précédents, on propose d’effectuer une mesure des caractéristiques réelles du résonateur piézoélectrique en utilisant un analyseur d’impédance HIOKI IM3560.

Une copie de l’écran permet d’obtenir le résultat suivant :

140909022225

Les points de mesures sont aussi disponibles dans un fichier : caracteristique_piezo.csv

puce_siliconDepuis quelques années on rencontre des oscillateurs d’un nouveau genre, de taille minuscule (boitier de type SOT23 fréquent), très économique et assez performant. Il s’agit des « Silicon Oscillators » proposés entre autre chez Linear Technology et Maxim Integrated

A la base il s’agit d’oscillateurs de type RC mais totalement intégrés. En fonction des modèles il est possible d’obtenir des fréquences avec une précision juste inférieure à 1%. La gamme des fréquences peut s’étendre entre quelques dizaines de kHz à quelques MHz. Ce type d’oscillateur remplace avantageusement dans certaines applications (µP/µC par ex) le traditionnel quartz ou résonateur piézoélectrique que l’on retrouve dans une configuration de type oscillateur de Pierce.

LTC6900On trouve des modèles avec des fréquences fixes, mais aussi des oscillateurs dont on peut régler la fréquence avec une simple résistance externe et en jouant sur un diviseur programmable (3 taux de division configurable par une seule broche avec une entrée de type 3 niveaux). On rencontre aussi des modèles dont-on peut fixer la fréquence en envoyant une commande via un bus de type SPI ou I2C. Afin de réduire les émissions d’interférences dans des équipements de type alimentation à découpage, les constructeurs offre même des oscillateurs à étalement de spectre.

Avant de mettre en oeuvre le sempiternel oscillateur NE555 (et/ou ses descendants), pensez donc « Silicon Oscillator » et je vous invite à consulter ces quelques documentations constructeurs (petite sélection de circuits que j’utilise dans mes projets & TP d’électronique) et ces notes d’applications.

  • Une sélection des circuits Silicon Oscillator chez Linear Technology :

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