Une précision :
Un AOP est un composant linéaire qui ne doit jamais être saturé.
Un AOP a un frère faux-jumeau qui s'appelle un comparateur.
Les deux sont très proches et ont le même symbole schématique, mais sont fondamentalement différents (pour la clarté de l'explication ça commence mal ).
Un comparateur n'a que deux états stables en sortie : Gnd et Vcc.
Il n'est pas optimisé pour être linéaire mais pour commuter le plus rapidement possible.
Un comparateur reçoit un signal analogique et délivre un signal numérique.
Que faut-il connaitre avec un AOP ?
Il y a deux "trucs" à connaître et à admettre :
Les entrées E+ et E- ont une impédance d'entrée infinie au sens mathématique.
C'est à dire qu'il n'y entre aucun courant.
Le gain est infini, toujours au sens mathématique.
Ce qui veut dire que s'il y avait la moindre différence de tension entre les deux entrées la sortie aurait une valeur infinie.
Comme ce n'est pas le cas cela impose que la tension en E+ est strictement égale à celle en E-
Bien sûr dans la réalité ce n'est pas exactement le cas, mais les valeurs sont suffisamment élevées pour que la vision "idylliquement mathématique" soit parfaitement valable et exploitable.
Une fois que ces deux propriétés sont admises, le calcul de gain n'est plus que l'application de la loi d'ohm.
Un dernier point à connaitre : la fréquence de transition (Ft).
Tout composant analogique est un filtre passe bas. Le gain diminue avec la fréquence car il y a plus ou moins de condensateurs parasites, faibles, mais il y en a partout.
On définit la fréquence de transition comme la fréquence où le gain devient égal à 1 (ou 0 dB).
On l'appelle aussi "produit gain bande".
Le produit gain bande est une constante pour un ampli donné.
Exemple : AOP : Ft = 3 MHz
Gain = 1 bande passante = 3 MHz
Gain = 10 bande passante = 300 kHz
Gain = 100 bande passante = 30 kHz.
Là, tu as l'essentiel de ce qu'il faut connaître pour débuter avec les AOPs
Oui, les composants n'étant jamais « idéaux » mais alors à ce titre il y en a des dizaines : certains seront plus intéressant pour être amplificateurs (bonne linéarité), d'autre pour leur vitesse de commutation, etc.
Non la on parle au niveau fabrication . si le symbole est le même le schéma interne est orienté soit amplificateur soit comparateur. Le LM311 par exemple est un comparateur.
Effectivement, j'ai dis une connerie... (et édité mon message précédent)
Avec son collecteur ouvert en sortie, le LM311 ne va pas trop permettre de faire une boucle de contre réaction. Au contraire, ça va favoriser la commutation en sortie (et probablement sa vitesse, non ?)
Si, il peut (mal) le permettre, mais un comparateur n'est pas fait pour être linéaire.
Linéaire, cela veut dire que si on multiplie l'amplitude du signal d'entrée par alpha, la sortie sera EXACTEMENT multipliée par alpha.
C'est aussi dire que si l'entrée est un signal sinusoïdal, il n'y aura pas d'harmonique dans le signal de sortie.
Un comparateur, c'est entrée analogique et sortie numérique.
AOP: on définit une bande passante.
Comparateur : on définit un dV/dt
Les comparateurs les plus utilisés sont des comparateurs à collecteur ou à drain ouvert, parce que ce sont ceux qui posent le moins de problèmes de mise en œuvre.
On peut utiliser un AOP en comparateur, mais comme il n'est pas conçu pour, il se saturera et aura des temps de désaturation. Il ne pourra servir qu'avec des fréquences très basses.
S'il existe des centaines de références pour les deux produits, c'est qu'il y a une raison sérieuse.
Si vous expliquez correctement l'AOP, celui qui a 2 neurones comprendra le comparateur.
J'ai eut l'ocassion de côtoyer de nombreuses années des étudiants en IUT (en tant que technicien et non prof) et même en Genie Electrique, la generation actuelle trouve barbant les cours sur les composants non numériques, et pourtant, ce ne l'est pas, suffit de bien prémacher le "cours" avant de leur faire avaler.
On en était donc à 2 entrées E+ et E- avec 2 courant d'entrée (sur E+ et E-) idéalement nuls.
A un gain G idéalement infini.
Et une sortie S = ((E+) - (E-)) x G.
Ca c'est la base idéale de l'ampli.
Donc si (E+) > (E-) alors S = + l'infini (je sais ca n'existe pas, mais c'est dans l'idéal hein).
si (E+)<(E-) alors S = -l'infini
une autre définition "idéale", l'ampli est alimenté par une tension V+ et une tension V-.
Ce n'est pas un generateur d’énergie infinie, donc au maxi (idéalement) S (la sortie) est limitée ainsi
V- < S <V+
Merci @68tjs d'avoir créer ce fil. Il m'intéresse énormément. Je viens juste de rentrer du sud de la France où j'ai entre autre été souhaiter l'anniversaire à mon vieux papa et c'est avec plaisir que je trouve cette discussion.
Je vais prendre le temps d'y regarder et d'essayer de comprendre ce qu'est effectivement cette AOP, en fait je ne connais que le LMV358IDGKR (connaître est un bien grand mot, disons que je sais comment il se comporte au sein d'une carte UNO et quelles sont les incidences qu'il a dans la gestion des alimentations). Demain je n'ai pas trop le temps car je viens d'acheter un disque dur mécanique pour remplacer celui où je stocke mes photos et qui présente des dysfonctionnements. Heureusement mes sauvegardes vont me permettre de tout réorganiser correctement...
Dimanche je m'en occupe très sérieusement mais ce n'est pas si simple pour moi ceci étant, je veux absolument comprendre...
Merci infiniment à tous sans exception pour cette participation.
Cordialement
Philippe.
C'est un plaisir pour moi
Un petit topo raz les pâquerettes, sans symbole compliqué et juste une simple application de la loi d'ohm.
Il y a des fois, il faut compliquer, mais quand on peut s'en passer, il ne faut pas passer à côté.
Deux étapes :
dessin du schéma électrique
détermination des points caractéristiques entrée - et entrée + en application des simplifications : gain infini, impédance d'entrée infinie.
Il s'agit de 3 montages très classiques.
J'aime bien comparer le 1 et le 3 (en bas à droite) où on obtient la même formule au signe près, mais avec 2 résistances dans un cas et 4 dans l'autre.
Tu peux trouver le montage 3 avec deux sources d'entrée différente en montage sommateur ou différenciateur.
aop.pdf (1,0 Mo)
J'ai aussi un document Texas mais ils y coupent les poils de ***** en quatre.
Pour un usage en alternatif ce sont les mêmes formules.
Simplement on remplace R1 par Z1.
À la fin du calcul, on remplace Z1 par son vrai contenu en utilisant les nombres complexes pour inductances et condensateurs (dès fois cela se complique à cette étape).
Rien à voir avec la choucroute, mais je ne sais pas si tu utilise en NAS en raid5, c'est un peu cher, mais cela permet de pouvoir ne pas devoir chercher ses sauvegardes et remplacer un disque défaillant.
Pas d'accord que sur ce point là.
Conclusion compréhensible: on rajoute un condensateur volontairement pour que l'on puisse mettre l'AOP avec une contre réaction quelconque. On peut donc utiliser un TL081 en suiveur, avec un gain de 10, de 100, de 1000...
Pourquoi je dis ceci (inbitable pour le commun des arduinostes):
Si on prend un TL081 en boucle ouverte, la bande passante est de 10Hz, avec un produit gain bande passante de1MHz (ou 10MHz?) et la courbe est du premier ordre, jusqu'au gain 1 (à 1MHz)
après on a des ordres supplémentaires, mais avec un gain inférieur à 1. Ainsi on ne peut pas avoir d'oscillations car il faudrait un déphasage de 180° (au moins ordre 3) pour un gain au moins de 1.
Si on utilise le TL080 qui n'a pas ce condensateur supplémentaire, on va avoir la bande passante à vide qui va être largement supérieure à 10Hz, mais on va avoir très vite un ordre 3 avec encore du gain supérieur à 1. Du coup le TL080 va se mettre à osciller si on l'utilise comme ampli de gain 1 à 1000 par exemple.
Le TL080 est plus performant si on veut un gain supérieur à 1000 et inutilisable en dessous.
Non, j'ai raison ! Tout composant est un filtre passe bas.
Ce qui limite la bande passante d'un composant, c'est un effet filtre passe bas.
Par quel phénomène le gain en boucle ouverte d'un AOP diminuerait quand la fréquence augmente si ce n'est pas un effet filtre passe bas ?
Une résistance possède de l'inductance en série, c'est inévitable,
Les résistances à piquer sont formées d'un barreau de carbone ou métal résistif et la valeur est ajustée en gravant une spirale plus ou moins serrée, c'est-à-dire avec plus ou moins de spires => spirale = bobinage.
Posée sur un circuit imprimé, la résistance possède une capacité, d'origine mécanique, avec l'interaction avec un plan de masse inévitablement proche.
Inductance serié, capacité parallèle = filtre passe bas.
Un condensateur a aussi de l'inductance => passé la fréquence de résonance, le composant condensateur se comporte comme une inductance.
Un simple bout de fil de connexion est une inductance : la théorie dit qu'un fil de longueur infinie, rectiligne, tendu dans le vide possède une inductance qui s'exprime avec les constantes physiques (PI, µ_o, epsilon_o, etc) et qui fait quasiment 10 nH par cm.
La pratique dit que la valeur est imprévisible selon la forme que prend le fil, la proximité avec un plan de masse.
Pourquoi pour monter en fréquence on crée des composants de plus en plus petits ?
Pourquoi on a introduit les composants CMS ?
Pourquoi on a introduit les boîtiers BGA (ball grid array) ?
Pourquoi on travaille de plus en plus avec des puces nues pour échapper aux boîtiers ?
Je comprends que les CMS perturbent les débutants en circuit imprimé, mais ne pas les utiliser, avec les composants actuels qui ont des fronts bien raides, c'est-à-dire qui ont un spectre avec des fréquences élevées, est pour moi une hérésie.
Nous sommes d'accord sur le fait que tous les AOP sont des filtres passe-bas; Là ou je ne suis pas d'accord c'est sur le fait que le filtre des AOP est dû à des capacités parasites. Si on prend le schéma des TL08X:
La capacité C1 n'est pas une capacité parasite. Elle est rajoutée exprès sur le TL081 pour avoir un passe bas du premier ordre à 10Hz, les autres ordres arrivant après quand le gain devient inférieur à 1:
Alors que sans cette capacité, la bande passante est près de 1000 fois supérieure:
Parfaite démonstration ... pour les gens qui ont tàtés de la théorie de la physique (en mécanique, il y a aussi des filtres 1ér, 2éle, ³éme ordre).
J'ai trouvé remarquable la preuve par A + B.
Mais je ne sais pas si là comme cela, pour démontrer que l'AOP est simple, cette trés sincérement belle démonstration à sa place tout de suite ici.
Effectivement, ce circuit à une trés faible bande passante en boucle ouverte.
Mais quand même, en dessous de 10Hz, il a un gain faramineux (10⁵), et à 10Mhz, il a toujours 1 gain de 1.
C'est un passe bas de hautes fréquences en somme (il laisse passer les "basses" fréquences ≤ 10Mhz), je m'égare là !
Vous devriez en reparler plus tard dans ce tuto je crois.
Pourquoi si limiter a un Aop ?
Vous voulez absolument avoir raison.
Je nai jamais dis que le seul effet passe bas est du aux capa parasites.
Je dis que quoi qu’on fasse il y aura l’effet des capas parasites et des selfs parasites, ce n’est pas la même chose.
J’ai tâté de 1kHz jusqu’aux 10 GHz, je peux vous assurer que la réalité vous saute a la figure.
Heu ! En fait c'est quoi AOP ? Comment ça fonctionne ? A quoi ça sert en théorie ? Comment on calcule les gains ? Quels sont les montages de base ? Quels composants typiques sont les plus utilisés ?
Je pensais naïvement à des réponses à ce genre de questions !
A+
EDIT: Et quels exemples d'interactions peut-il y avoir avec nos montages Arduino & Co ?
).
ceci étant, je veux absolument comprendre...
(il laisse passer les "basses" fréquences ≤ 10Mhz), je m'égare là !