115 réponses à ce sujet

[hmnrobots]

Non merci.

Je préfère me compliquer la vie. Au moins, j’apprends des choses. Quitte à finir par faire quelque chose de plus simple au final.

Petite mise en bouche de ce que j'ai fait cette aprem.
Normalement, je devrais être capable de dépasser le MHz avec ma solution.
J'ai encore pas mal de problème, mais ça commence à prendre forme tout doucement

MARRANT LE MONTAGE TU PEUX JOINDRE LE LTSPICE?

[Black Templar]

MARRANT LE MONTAGE TU PEUX JOINDRE LE LTSPICE?

MAIS ARRÊTE DE ME CRIER DESSUS !
Je posterais le montage quand ça sera moins le chantier et quand ça marchera.

Mais le principe, je l'ai déjà énoncé plus haut.
J'ai un trigger de Schmitt que j'ai refait à l'aide de transistor.
Pour la partie intégration, j'ai voulu remplacer l'AOP intégrateur par un circuit à transistor qui charge et décharge une capa à courant constant.(afin de gagner en fréquence)
Le générateur de courant constant est commandé grâce à une tension

[hmnrobots]

MAIS ARRÊTE DE ME CRIER DESSUS !
Je posterais le montage quand ça sera moins le chantier et quand ça marchera.

Mais le principe, je l'ai déjà énoncé plus haut.
J'ai un trigger de Schmitt que j'ai refait à l'aide de transistor.
Pour la partie intégration, j'ai voulu remplacer l'AOP intégrateur par un circuit à transistor qui charge et décharge une capa à courant constant.(afin de gagner en fréquence)
Le générateur de courant constant est commandé grâce à une tension

DESOLE JE NE CRIE PAS MAIS JE N AI QUE DES MAJUSCULES ICI
CELA DIT BRAVO POUR CE MONTAGE

[F6FCO]

TU DEVRAIS T'ACHETER UN CLAVIER QUI FAIT MINUSCULES. Y'EN A CHEZ LE CHINOIS

[hmnrobots]

TU DEVRAIS T'ACHETER UN CLAVIER QUI FAIT MINUSCULES. Y'EN A CHEZ LE CHINOIS />

désolé encore une fois mais j'étais au travail (et ce n'est pas bien )avec clavier bloqué en MAJ

[F6FCO]

Ah non alors

[Black Templar]

Stop spam plz !

Pour en revenir à nos moutons,
Avec montage intégrateur / trigger de Schmitt à AOP présenté dans les posts précédents, on a vu que ça commençait à peiner à partir de 100kHZ.
J'ai donc remplacé mon trigger de Schmitt à AOP par un comparateur LM311. Les résultats ne sont pas très bon ! Le montage à tendence à osciller de façon bizarre. Je referai le tests quand j'aurai fini les soudures de mon alim, histoire de disposer d'une alim symétrique fiable.


Pour pouvoir dépasser le MHz, j'ai donc décidé de recommencer le montage en utilisant des transistors.
Pour le moment, je me concentre sur la génération du triangle.
Mon idée est la suivante : Un condensateur chargé ou déchargé avec un courant constant permet d'obtenir une rampe de tension.

Je vais donc essayer d'avoir une source et une pompe de même courant que je brancherai alternativement à un condensateur afin d'obtenir mon signal triangle.
Pour le moment, j'ai le schéma de la source et de la pompe de courant.
Le courant est le même que ce soit en source ou en pompe. Il est commandé par une tension comprise entre 0 et 1.
D'après le schéma, le courant vaut i = Vcommande / 100


U2 et U3 asservissent la tension à la base des transistor pour imposer un courant constant entre le collecteur et l'émetteur des transistors.
U1 quant à lui sert à générer la tension de commande complémentaire par rapport à Vcc.

Ainsi, la commande doit se situer entre 0 et 1V pour que le courant traversant Q1 soit entre 0 et 10mA.
A la sortie de U1, la tension sera donc égale à Vcc-Vcommande.


Maintenant, je me suis posé la question de pouvoir faire varier le rapport cyclique de mon signal triangulaire, est donc de faire varier le courant de charge et de pompe tout en gardant une fréquence (temps de charge + temps de décharge) constant.
Là où les choses se corsent, c'est que le rapport cyclique n'est pas proportionnel au courant, mais INVERSEMENT proportionnel à celui-ci...
Je n'ai pas encore de solution en vue, mais voici un petit schéma pour illustrer le problème :

Fichier(s) joint(s)

•  souce_pompe_courant.zip   2,31 Ko   219 téléchargement(s)

[Black Templar]

Salut à tous !

Je viens de finir une première version du générateur triangulaire/carré.
Après avoir essayé de faire quelques montages à bases de transistors, je suis reparti vers un montage de Miller à AOP.

J'ai remplacé l'AOP du trigger de Schmitt par un vrai comparateur (LM311) et j'ai modifier le montage pour stabiliser l'amplitude des signaux !
En simulation, j'arrive à générer des signaux de 0.1Hz à 100kHz de manière très propre.
Je peux même monter à 400kHz, avec une légère dégradation des signaux.

Voilà le rendu de référence à 1kHz


Le rendu à 100kHz (on ne voit pas de différence avec celui à 1kHz mis à part le petit dépassement de 200mV du signal triangulaire)


Le rendu à 420kHz, on voit bien que les perfs sont dégradés (le comparateur commence à atteindre ses limites), mais c'est encore pas trop moche.


Et pour finir, le schéma. Je vais peut-être le retravailler un peu, mais dans l'ensemble, je suis très satisfait.
Yapuka le tester en vrai maintenant !



Et ceux qui veulent tester le montage, voila le fichier .asc
 miller_comparateur_modifie.zip   4,45 Ko   254 téléchargement(s)



Sur ce, bonne nuit !
Black Templar

[Black Templar]

Et voilà !
J'ai testé le montage sur platine !

Les résultats sont proches des simulations

La simulation :

Le relevé de l'oscillo branché sur le PC (expérimentation) :

(et pour ceux qui penseraient que j'ai triché, la photo de l'oscillo )


Une petite photo du montage tout de même


Si vous faites attentions, vous verrez un troisième IC sur le montage. En réalité, j'ai rajouté une partie de montage pour symétriser mon alim.
Comme je ne dispose pas d'alimentation double (je n'ai toujours pas été acheté de l'étain pour finir mon alim +/-15V), j'ai du générer une masse virtuelle à l'aide d'un autre AOP (plutôt que de faire un simple diviseur de tension avec deux résistances car dans mon montage, j'ai des Zener qui sont branchés à la masse ! donc potentiellement du courant qui passe par la masse).
Dans l'ordre, de haut en bas : l'aop monté en intégrateur avec 4 capa série pour arriver à 450pF environ ; le comparateur monté en trigger de Schmitt ; et encore en dessous l'AOP qui sert à générer ma masse.

Petite photo de la tension d'alim (qui a donc été symétrisé avec le dernier AOP)



Et pour finir, le schéma de ce qui a été testé, avec les valeurs des composants qui vont bien.



Conclusion : Ce générateur à l'air assez performant pour ce que je vais en faire. Je vais donc partir sur ce schéma de base. :=)

Ce que j'aimerai bien faire, c'est tester à des fréquences plus importantes, mais pour ça, il faut que j'aille chercher des capa de 47 ou 100 pF (je n'en ai pas chez moi)
Seconde chose, je suis déçu du signal carré. Je pensais que les pentes seraient plus nettes pour cette fréquence. C'est déjà mieux qu'avec un AOP classique, mais ce n'est pas suffisant.
Il faut donc que je dégotte un comparateur plus performant, ainsi qu'un AOP avec un slew rate plus élevé pour gagner en fréquence.
Pour optimiser le montage de quelques volts, il faut aussi que l'AOP qui soit rail-to-rail. De plus, je vais essayer de trouver des Zener de plus faibles tensions pour réduire l'amplitude de mes signaux (ce sont les Zener qui déterminent l'amplitude des signaux). Là, je n'ai que des 4.7V, mais il doit bien en exister des plus faibles.


Voila !
Plus qu'à designer l'étage de sortie qui attaquera l'ampli, ainsi que les étages qui serviront à générer le sinus (surement un conformateur à diode, et si ça ne marche pas, un transfo 1:1 comme me l'a conseillé F6FCO) et je vais essayer d'obtenir un signal dents de scie, ou au moins une rampe !


A bientot
Black Templar


EDIT : j'ai fait plusieurs mesures avec plusieurs couple RC différents pour faire varier la fréquence.
1khz : ; 5hz : ; 0.2hz (là, c'est l'oscillo qui peine ^^) :

[Black Templar]

Grosse amélioration du montage puisque maintenant, la fréquence est commandé par une tension
J'ai rajouter un module VCO (voltage control oscillator).

Petit exemple avec la commande V4 à 0.1V
http://ferdinandpiet...vco_v1_0.1V.png

Résultat pour une commande V2 de 1V cette fois-ci : la fréquence est multipliée par 10 !
http://ferdinandpiet...o/vco_v1_1V.png

Tout de suites quelques défaut de mon montage que je vais essayer de corriger (si le résultat ne débouche pas sur une usine à gaz bien entendu) :

Ici, la fréquence est proportionnelle à la tension de commande. A chaque fois que la tension de commande est divisé par 2, alors il en va de même pour la fréquence.
Donc en théorie, avec une commande variant de 0 à 1V, on peut aller de 0Hz à fmax. On voit donc que quand on se rapproche de 0V, on est de moins en moins précis !
Ce que j'aimerai faire, c'est que de faire varier la fréquence d'un facteur 10 et de façon logarithmique en fonction de la tension !

Second point. Là, je me limite à une commande allant de 0.1 à 1V, mais cette commande peut aller jusqu'à Vz, la tension d'une des deux diodes Zener (D2 ou D3) (4.7V dans notre cas). Il serait peut-être bon de pouvoir exploiter toute cette dynamique ? Mais, on en arrive au troisième point :

Troisièmement, comme on l'a vu au point 2 (je me répète là Oo), Vcommande peut aller de 0 à 4.7V, ce qui veut dire que la valeur maximale de la commande peut varier en fonction du choix de la Zener, ce qui n'est pas top, car cela affectera la fréquence max du montage (ou alors, il faut recalculer les valeurs du couple RC de l'intégrateur ...) Plutôt que d'utiliser cette une commande prenant en compte la tension de la Zener, je vais surement utiliser des générateurs de courant et ainsi le VCO controlera la quantité de courant qui chargera et déchargera la capa. Ainsi, on peut modifier la valeur de la Zener dans le montage sans toucher aux fréquences ! (en théorie...)


Bref, encore du taf !

[Black Templar]

Bon, essais infructueux quand j'essaye de commander le push-pull en courant plutôt qu'en tension.

Second essai, aussi infructueux, mais intéressent sur le principe :
Ici, le pushpull de la commande est remplacé par un simple transistor qui viens mettre un point particulier du montage à la masse ou non. La combinaison R1 = R3 = R6 = R9 = R10 permet d'avoir un potentiel égal à Vcommande/3 sur l'entrée non inverseuse de l'AOP intégrateur et 2.Vcommande/3 au niveau du collecteur du transistor (Q2) lorsque celui-ci est bloqué.

Ainsi, quand Q2 est bloqué, on a donc une tension de Vcommande/3 au bornes de R1 (2.Vcommande/3 - Vcommande/3)
Et quand Q2 est passant, on a une tension de -Vcommande/3 aux bornes de R1.

Ainsi, le courant qui traverse R1 sera constant et permettra de charger ou de décharger la capa.

Ce montage n'est pas utilisable en tant que tel car je ne peux pas baisser énormément les valeurs de R1, R3, R6, R9, et R10 car ça joue sur la qualité du signal. Or, avec 10kohm et une capa de 1nF, je ne suis qu'a une fréquence de 10kHz (pour une commande de 3V)... Donc ce n'est pas assez : je ne peux pas utiliser de capa trop petites sous peine d'être influencé par les capa parasites du montage... Donc je suis coincé.

Néanmoins, ce montage est intéressent pour deux choses : le transistor Q2 fait office d'inverseur, il faut donc que le signal rectangulaire soit inversé par rapport aux montages précédent. Pour ça, on peut faire arriver le signal sur la borne inverseuse du comparateur, tout en gardant la contre-réaction sur la borne inverseuse. Ainsi, après un rapide calcul, on s'aperçoit que si l'on veut la même amplitude entre le signal triangle et rectangle, alors on peut supprimer la résistance de contre réaction (et un composant en moins !)

Second point intéressent du montage : J'ai remplacé les deux Zener séries par des diodes en tête-bêches. ça à le même effet, à savoir d'écrêter le signal carré et ainsi d'imposer la même amplitude au signal triangulaire. Mais vu que j'utilise des diodes, l'amplitude de mes signaux peut être réduit !! (ici, j'ai des signaux allant de +/-2.1V au lieu de +/-5V ! )



Résultats infructueux donc, mais instructifs !


EDIT : Résultat des courses de la soirée : le mieux et l'ennemie du bien ! J'abandonne donc l'idée de contrôler la fréquence à l'aide d'une tension. J'ai fais pas mal de tentative et à chaque fois, je n'ai pas pu obtenir de meilleur signal que celui que j'ai obtenu sans ce contrôle. Pire même, j'utilise des transistors en commutation, et bien ça induit pas mal de parasites, surtout quand on dépasse les 100kHz.
On va donc faire au plus simple et reprendre le schéma du post #89, qui lui marche très bien jusque 100kHz.

Image(s) jointe(s)

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[F6FCO]

Si tu veux d'autres schémas de VCO pour faire des essais je dois en avoir quelques uns dans mes docs perso.
Egalement valable pour des oscillateurs signaux carrés ou sinusoïdaux.

En tout cas sur ton dernier scope ton signal est nickel

[Black Templar]

Si tu veux d'autres schémas de VCO pour faire des essais je dois en avoir quelques uns dans mes docs perso.
Egalement valable pour des oscillateurs signaux carrés ou sinusoïdaux.

Oh, je veux bien ! ça me donnera des idées

En tout cas sur ton dernier scope ton signal est nickel

Oui, c'est nickel pour du 11Khz, mais en modifiant les valeurs des résistances pour monter à 100KHz, le signal est moins beau...
J'ai des "pics" aux sommets de mon triangle du aux commutation du transistor qui sert à décharger le condo... Je n'arrive pas à supprimer des pics :/



Aujourd'hui, je m'attarde du côté de la génération du signal sinusoïdal à l'aide de conformateur à diodes.
Je fini de simuler un dernier montage et je posterai les résultats (surtout le principe des montages)

[Black Templar]

Partie génération d'un signal sinusoïdal.


Maintenant que j'ai à disposition un signal carré et triangulaire d'amplitude fixe et connue, j'aimerai générer un signal sinusoïdale.
Il se trouve qu'il existe un moyen d'approximer un sinus avec un signal triangulaire, c'est le montage conformateur à diode.

Le principe est simple : le sinus est approximé par des bouts de droites de pentes variables.


La pente est simplement déterminé par un pont diviseur de tension qui s'active une fois une certaine tension d'entrée dépassée.
En général, pour activer ces ponts diviseurs, on utilise des diodes. Cela permet donc d'activer un point diviseur et donc de modifier la pente tous les 0.7V (tension d'activation de la diode).
En plus, avec les propriétés de non linéarité des diodes, le signal est lissé au niveau de la commutation de la diode ! Que demander de mieux

Tout l'enjeu, pour avoir un bon signal, c'est de bien calculer les pentes; et donc les valeurs des résistances des ponts diviseurs de tensions afin d'avoir un taux de distorsion très faible !

Bien sûr, il existe de nombreux montages de conformateurs à diodes différents.
Je vais vous en présenter 4 (et demi) d'entre eux.



Le premier montage

Celui avec le moins de composants que j'ai pu trouver


Lorsque aucune diode ne conduit, alors toutes les résistances sont actives et on a un simple pont diviseur de tension : Vout = Vin * (R1+R2+R3) / (R1+R2+R3+R4).

Si Vin devient supérieur à 0.7V ( tension d'activation d'une diode), alors la diode du bas, D3 se met à conduire. (C'est D4 qui conduit si la tension est inférieur à -0.7V)
Ce qui signifie que la tension aux bornes de la résistance R1 vaut 0.7 ! On se retrouve donc avec un nouveau pont diviseur de tension, sans R1. Vout = (Vin-0.7) * (R2+R3) / (R2+R3+R4) + 0.7

Si Vin dépasse 1.4V, D3 et D2 conduisent. Le potentiel entre R2 et R3 (par rapport à la masse) vaut 1.4V et on a un pont diviseur sans R1 ni R2.
Vout = (Vin - 1.4) * R3 / (R3+R4) + 1.4

Enfin, si Vin dépasse 2.1V, alors D1, D2 et D3 conduisent. La tension Vout est saturé à 2.1V



Second montage



Ici, quand Vin < 0.7V, aucune diode ne conduit. Vout = Vin (contrairement au premier montage où on avait déjà une pente inférieure à 1 !)

Lorsque Vin > 0.7V, D1 conduit. On a donc Vout = (Vin - 0.7) * R2 / (R1+R2) + 0.7 (même calcul que pour le premier montage).

Lorsque Vin > 1.4V, D1 conduit toujours, mais aussi D2 et D3. Et là, ça devient le bordel pour les calculs.
Vout = ( (Vin - 1.4)*R2*R3 - 0.7*R1*R2 ) / (R1*R2 + R1*R3 + R2*R3)



Troisième montage (mixte du premier et du second)

Comme on l'a vu, sans le premier montage, on la pente du sinus entre 0 et 0.7V est inférieur à celle du triangle, alors que dans le second montage la pente du sinus et du triangle sont identiques.
De plus dans le second montage, les calculs sont un peu chiant, mais le taux de distorsion meilleure que dans le premier montage.

L'idée que j'ai eu, a été de reprendre le premier montage et de le modifier afin que la pente du sinus et du triangle soient identique entre 0 et 0.7V.
Je n'ai pas eu à chercher bien loin, il m'a fallut retirer une seule diode.


Non seulement les calculs restent simple, mais aussi la distorsion est fortement réduite



Quatrième montage

Ce conformateur possède plus de composants, mais il permet de calculer chacune des pentes indépendamment, et surtout fixer les moments de la transitions de pentes ! Choses que l'on ne pouvait pas faire avec les montages précédents !
Ces moment de transitions sont donc customisables grâces aux résistances R1 à R8 qui fixent une tension sur la cathode de chaque diode.
Les résistance R9 à R12 permettent de modifier les pentes des segments.


C'est certes plus compliqué, mais ça permet de choisir exactement ce que l'on veut, pour peu que l'on sache calculer les pentes pour avoir une distorsion minimale, ce qui n'est pas trivial comme en témoigne ce fil sur le forum d'en face : http://forums.futura...l-triangle.html



Cinquième montage

Enfin, le dernier montage que j'ai choisi de vous présenter est un peu particulier.
Il faut intervenir un ampli op monté en additionneur inverseur.


Ici, les couples (R1;R2) (R3;R4) et (R5;R6) forment les ponts diviseurs de tensions. Ce qui fait que la tension entre chacun de ses couples représente un signal triangle d'amplitude réduite grâce au pont diviseur de tension, et écrêté grâce aux diodes.
L'astuce ici, c'est de sommé ces différents triangles écrêtés. Ainsi, la pente varie quand chacun des triangles passe d'une phase "normale" à une phase écrête.

Voila les tensions obtenus entre chaque pont diviseur :


Le sinus est obtenu en moyennant tous ces signaux.




Voilà pour un tour d'horizon des différents conformateurs à diodes.
Pour le moment, j'aime bien ma solution 3 qui est simple et semble donnée de bonnes performances.
Il ne me reste plus qu'a tester tout ça en vrai... dommage, je n'ai justement pas de diodes chez moi :/

[F6FCO]

Je connaissais cette technique mais ne m'en rappelais plus, tu fais varier la pente du triangle pour obtenir une sinusoïde.
Le trois est celui qui donne la meilleur courbe, le cinq induit un léger déphasage (mais en fait on s'en fout).
Tu le passes ensuite dans un filtre passe-bas pour le lisser et c'est top.

Je te cherche ces docs.

[Black Templar]

Je connaissais cette technique mais ne m'en rappelais plus, tu fais varier la pente du triangle pour obtenir une sinusoïde.
Le trois est celui qui donne la meilleur courbe, le cinq induit un léger déphasage (mais en fait on s'en fout).

Le trois donne les meilleurs résultats en simulation !
Après, fait voir si la moindre variation des résistance ou des tensions fait beaucoup varier la distortion ou non. C'est ça le vrai problème.
Pour le déphasage, oui, on s'en fou c'est du à l'aop

Tu le passes ensuite dans un filtre passe-bas pour le lisser et c'est top.

Oui. Après, il faut faire attention ! Vu que c'est un GBF, la fréquence varie. Donc j'ai deux choix : mettre un filtre passe bas de fréquence de coupure plus haute que la fréquence max du générateur. Mais dans ce cas en basses fréquences, le filtre aura aucun effet. Soit de convevoir un filtre à fréquence de coupure variable et qui varie en fonction de la fréquence du signal... ça me parait bien compliqué XD

Je te cherche ces docs.

Cool ! merci

[F6FCO]

Je connaissais cette technique mais ne m'en rappelais plus, tu fais varier la pente du triangle pour obtenir une sinusoïde.
Le trois est celui qui donne la meilleur courbe, le cinq induit un léger déphasage (mais en fait on s'en fout).
Tu le passes ensuite dans un filtre passe-bas pour le lisser et c'est top.

Voici des oscillateurs qui oscillent en bas de la gamme HF, mais en changeant les valeurs de L et C plus grandes tu peux baisser la fréquence de travail. Pour les VXO tu changes la valeur du quartz.
Pour le PTO je te le met mais comme c'est la self qui varie il te faudra faire quelque chose avec beaucoup de spires pour descendre.

Je te cherche les VCO mais c'est sur de vieilles docs et il va falloir que je scanne.

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Fichier(s) joint(s)

•  oscillateur varicap 1ère.pdf   864,79 Ko   4020 téléchargement(s)

[F6FCO]

Un oscillateur BF sinus.
Comme j'ai scanné des pages tu as même d'autres trucs avec. Je te ferai les VCO demain.

Fichier(s) joint(s)

•  1.pdf   612,44 Ko   360 téléchargement(s)

[Black Templar]

Ok, merci, c'est cool
Je vais lire tout ça.


Concernant le montage, j'ai rajouté à la simu le conformateur à diode au montage précédent.


Ici, c'est assez efficace car mon signal triangulaire est très stable en amplitude. Je peux donc régler le conformateur de manière précise en basse fréquence.
Lorsque l'on monte en fréquence et que l'on dépasse les 100khz, l'aop à du mal à suivre et on a une légère augmentation de l'amplitude du signal triangulaire, ce qui a pour effet d'accroitre la distorsion du sinus.
Pour parrer ce problème, j'ai mis tester de passer le sinus dans un filtre passe bas de fréquence de coupure égale à 1MHz (une décade au dessus de 100khz).
ça ne change rien en basse fréquence, mais de toute manière, tout est stable en BF. Et pour des fréquences proches de 100khz, ça réduit le taux de distorsion, mais ça rajoute aussi une atténuation et un déphasage... :/

Voila les simus pour 1KHz et 100KHz.

Je me demande donc si je vais mettre un passe-bas ou non ...
En tout cas, mon montage commence à ressembler à quelque chose

++
Black Templar

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[F6FCO]

Beau montage. Je ne vois pas le potar qui servira à faire varier l'amplitude.

Ajoute un passe-bas, ça ne mange pas de pain et ça peut t'éviter de futurs problèmes de mesures en éliminant les harmoniques. Tu le fais sois passif (RC), soit actif avec un AOP.

Si tu veux un géné de fonctions tip-top il te reste le rapport cyclique à faire varier et fabriquer un géné de rampe. Je dois avoir des trucs la-dessus quelque part.