Le montage proposé dans cet article est inspiré de la documentation constructeur de l’amplificateur opérationnel OPA620 (Texas Instrument). Il s’agit d’une structure originale à base d’un amplificateur opérationnel double qui permet d’obtenir un filtre passe bande dont on peut ajuster facilement le facteur de qualité Q à des valeurs importantes (Dans la doc Q=100 pour fo=1MHz).

highQ_bandpass_filterPour l’étude on suppose bien évidemment que les 2 amplificateurs opérationnels sont parfaits et fonctionnent en régime linéaire. Dans ces conditions le calcul de la fonction de transfert de ce filtre nous donne :Equation1_highQbandpass

Pour le détail du calcul je vous propose le document suivant : calcul_passebande_highQ.pdf
Ce résultat peut se mettre sous la forme d’une fonction de transfert passe bande du 2nd ordre :Equation2_highQbandpassComme le montre les équations précédentes, le dimensionnement de ce filtre est donc très simple puisque il convient de choisir le couple R2 C pour fixer la fréquence centrale en utilisant, par exemple, la petite application que je mets à disposition sur ce site. La résistance R1 est alors ajusté pour obtenir la bonne valeur du facteur de qualité Q.
Un exemple de réglage et du résultat de simulation est donné ci-dessous :

result_simul

Fichier de simulation LTSpice prêt à l’emploi : verif_pbande_HighQ.asc

Ce vendredi 18 mars avait lieu la dernière séance pour la maquette LAPIN (Liaison Audio Par INfrarouge) avec mes étudiants du groupe C du semestre 2 (Dpt GE1 IUT Cachan). L’objectif consistait à ouvrir un coffre en transmettant par infrarouge le signal audio suivant :

  • Une démonstration de l’ouverture du coffre en vidéo :

Le coffre est constitué de 6 détecteurs de tonalités (à base de PLL) et d’un petit µC MSP430 permettant de déverrouiller un électro-aimant et donc l’ouverture du coffre (merci à Sylvain pour le « ressort » efficace) si les notes de musiques s’enchaînent correctement.

Maintenant que cette séquence est terminée, place à la rédaction du rapport ! Quelques indications sont disponibles sur cette carte mentale :

  • Une petite photo souvenir du groupe C :

grpC_S2_2016

 

Dans le cadre des séances d’études & réalisations (E&R) du semestre 2 pour le module SEI (Systèmes Electroniques pour le traitement et la transmission de l’Information) je propose l’étude d’un récepteur audio par transmission infrarouge. A la fin du projet les étudiants doivent chercher des balises puis établir une liaison audio en équipe ce qui nécessite un équipement autonome en énergie.

Afin de minimiser les erreurs de câblages et faciliter la mise en œuvre je propose donc un module additionnel qui prend place sur les plaques d’essais que nous utilisons dans le cadre des séances E&R.

montage

La tension d’alimentation symétrique +/-3V est obtenue à partir de 2 pile AAA alkaline et d’un circuit intégré MAX660 qui nous permet de créer une tension inversée de -3V et dont un extrait de documentation constructeur est donnée ci-dessous.

extrait_MAX660

Le principe de ce circuit repose sur la commutation rapide de deux condensateurs polarisés de 100µF (C1&C2). Le schéma de montage reprend celui proposé dans la documentation constructeur avec quelques éléments additionnels :

module_alim_sym_pile1

La tension symétrique de -3V est alors disponible sur la plaque d’essais si le courant de consommation coté -3V n’est pas trop important (<10mA) ce qui est souvent le cas pour les montages à amplificateurs opérationnels que nous réalisons.

multimetre

montagedephaseurLe montage déphaseur ou « filtre passe tout » classique à base d’amplificateur opérationnel est représenté sur le schéma ci-contre. Une rapide étude de la fonction de transfert de ce montage conduit aux résultats suivants dans lequel on montre que l’on peut obtenir un déphasage de -pi/2 pour la fréquence f=f0

 

equations_bode_dephaseur

Vous trouverez ici un fichier de simulation LTSpice permettant de vérifier le fonctionnement de ce montage : dephaseur.asc

Si l’on applique en entrée de ce montage déphaseur un signal sinusoïdal à cette fréquence fo on obtient alors un signal sinusoïdal de même amplitude mais décalé d’un quart de période comme le montre le chronogramme suivant. En plaçant l’oscilloscope en mode XY on obtient alors un cercle parfait qui est l’une des figures de bases de mon activité FAN’SCOPE (Figures & ANimations sur oscilloSCOPE).

Screen Capture

E & S pour f=fo

Screen Capture

Mode XY

Pour les travaux pratiques je propose une version « mini module » de ce montage déphaseur permettant de fixer la fréquence fo par l’intermédiaire d’un potentiomètre multi-tours et d’un cavalier permettant de choisir une gamme en changeant le condensateur C comme le montre le schéma ci-dessous :

minimoduledephaseur

logo_ERS3La première séance d’études & réalisations du S3 pour mon groupe d’étudiant ayant choisi le thème Systèmes Electroniques (SEI) a donc débuté ce vendredi 11 septembre après midi. En plus du travail d’organisation et gestion de projet, de conception, de recherche et de réalisation électronique je demande aux 8 groupes d’étudiants d’animer chacun un blog tumblr. Vous trouverez ci-dessous les noms des projets et les liens vers chaque blog.