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Comparateurs à amplificateur opérationnel
En suivant l’évolution de e, on construit simultanément le signal de sortie s
(Cf. figure 21.32) ainsi que la caractéristique de transfert donnant s en fonction de e
représentée sur la figure 21.33. Les points servant à la construction portent les mêmes
numéros sur les trois figures. Les étapes sont les suivantes :
1. À t = 0, e < −V B < V B donc seul l’état s = +V sat est possible (point 1).
2. Le signal d’entrée e augmente et atteint la valeur −V B (point 2). Les deux états de
sortie deviennent a priori possibles d’après l’étude du paragraphe précédent. Mais
comme v + − v − = V B − e = 2V B > 0, la condition pour avoir s = +V sat est
toujours vérifiée : il n’y a pas basculement et s reste à +V sat .
3. Le signal d’entrée e augmente encore et atteint la valeur V B (point 3). Seul l’état
s = −V sat devient possible : la tension de sortie bascule de +V sat à −V sat .
4. Le signal d’entrée e continue d’augmenter jusqu’à son maximum (point 4), la
tension de sortie ne change pas puisque la comparaison entre les potentiels des
entrées inverseuse et non inverseuse de l’amplificateur donne toujours la même
conclusion.
5. La tension d’entrée e diminue et atteint V B (point 5). De nouveau, les deux valeurs
de la tension de sortie deviennent a priori possibles. Comme au point 2, on détermine : v + − v − = −V B − e = −2V B < 0 donc la tension de sortie s reste à
−V sat .
6. La tension d’entrée e continue de diminuer jusqu’à atteindre −V B (point 6) alors
seul l’état s = +V sat redevient possible et le système bascule en sortie de la tension
−V sat à +V sat .
7. Enfin la tension d’entrée e diminue jusqu’à son minimum et le système revient à
la même situation qu’au point 1.
On obtient une caractéristique pour laquelle le chemin est différent pour chaque
basculement. Ce type de caractéristique porte le nom de cycle d’hystérésis du grec
ysterein (husterein) qui signifie « être en retard ». On parle aussi de trigger ou
déclencheur de Schmidt.
Le montage étudié ici est le comparateur à hystérésis inverseur pour les mêmes raisons
que pour le comparateur simple. Le comparateur à hystérésis non inverseur existe
également.
On notera qu’il est fondamental d’indiquer par des flèches le sens dans lequel le cycle
est décrit. Seules les commutatrices verticales ne peuvent être décrites que dans un
sens, les parties horizontales peuvent l’être dans les deux.
Ce type de comparateur est plus performant que le comparateur simple. En effet,
comme les tensions de basculement sont différentes, il est moins sensible au bruit.
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Comparateurs à amplificateur opérationnel
En suivant l’évolution de e, on construit simultanément le signal de sortie s
(Cf. figure 21.32) ainsi que la caractéristique de transfert donnant s en fonction de e
représentée sur la figure 21.33. Les points servant à la construction portent les mêmes
numéros sur les trois figures. Les étapes sont les suivantes :
1. À t = 0, e < −V B < V B donc seul l’état s = +V sat est possible (point 1).
2. Le signal d’entrée e augmente et atteint la valeur −V B (point 2). Les deux états de
sortie deviennent a priori possibles d’après l’étude du paragraphe précédent. Mais
comme v + − v − = V B − e = 2V B > 0, la condition pour avoir s = +V sat est
toujours vérifiée : il n’y a pas basculement et s reste à +V sat .
3. Le signal d’entrée e augmente encore et atteint la valeur V B (point 3). Seul l’état
s = −V sat devient possible : la tension de sortie bascule de +V sat à −V sat .
4. Le signal d’entrée e continue d’augmenter jusqu’à son maximum (point 4), la
tension de sortie ne change pas puisque la comparaison entre les potentiels des
entrées inverseuse et non inverseuse de l’amplificateur donne toujours la même
conclusion.
5. La tension d’entrée e diminue et atteint V B (point 5). De nouveau, les deux valeurs
de la tension de sortie deviennent a priori possibles. Comme au point 2, on détermine : v + − v − = −V B − e = −2V B < 0 donc la tension de sortie s reste à
−V sat .
6. La tension d’entrée e continue de diminuer jusqu’à atteindre −V B (point 6) alors
seul l’état s = +V sat redevient possible et le système bascule en sortie de la tension
−V sat à +V sat .
7. Enfin la tension d’entrée e diminue jusqu’à son minimum et le système revient à
la même situation qu’au point 1.
On obtient une caractéristique pour laquelle le chemin est différent pour chaque
basculement. Ce type de caractéristique porte le nom de cycle d’hystérésis du grec
ysterein (husterein) qui signifie « être en retard ». On parle aussi de trigger ou
déclencheur de Schmidt.
Le montage étudié ici est le comparateur à hystérésis inverseur pour les mêmes raisons
que pour le comparateur simple. Le comparateur à hystérésis non inverseur existe
également.
On notera qu’il est fondamental d’indiquer par des flèches le sens dans lequel le cycle
est décrit. Seules les commutatrices verticales ne peuvent être décrites que dans un
sens, les parties horizontales peuvent l’être dans les deux.
Ce type de comparateur est plus performant que le comparateur simple. En effet,
comme les tensions de basculement sont différentes, il est moins sensible au bruit.
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