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accueil/montages/générateur de fonctions/Evolutions
SOMMAIRE
1) Les inconvénients.
Le montage est un montage « statique » : Il est impossible de modifier la fréquence ou l’amplitude « in situ ». La seule manière de modifier la fréquence est de modifier les composants de la carte. Quant à l’amplitude, il faudrait retraiter le signal de sortie avec, pourquoi pas, un montage à ampli opérationnel.
De plus, l’allure de la sinusoïde obtenue est quelque peu « médiocre ». Lorsque l’échelle est faible, la courbe ressemble beaucoup a une sinusoïde, mais dès que l’on « zoom » sur la courbe, on observe des cassures nettes dans la courbes. Il s’agit de segments de droites plus que d’une courbe.
2) Les évolutions mineures
a) Permettre la modification de la fréquence.
On a vu dans l’étude de FP2 que la période du signal, et donc la fréquence, avait pour paramètres R6 et C2.
-> T = (40. C2.R6) / Ke2 Ou Ke2 = +-12V
Soit F = Ke2 / (40. C2 . R6)
Ainsi, en modifiant la valeur de R6 on modifie la valeur de la fréquence.
Plus on augmente la valeur de R6 plus la fréquence baisse.
Plus la valeur de la résistance baisse, plus la fréquence augmente
La simulation confirme cette affirmation :
Ici, avec R6 = 2,2kohms
Ici avec R6 = 20kohms
Il est évident que lorsque l’on change la période du signal carré, la fréquence de tous les signaux changent.
La possibilité de changer la fréquence « in situ » serait rendue par le remplacement de R6 par un potentiomètre, dont la valeur est comprise entre 0 et 20kohms.
On a donc le schéma structurel suivant :
b) Permettre de modifier l’amplitude.
Un ampli opérationnel en suiveur avec gain permettrait de régler l’amplitude.
En effet, on dispose d’une tension périodique, que l’on note Ve.
On l’injecte dans le montage ci-après. On a alors Vs = Ve ( 1+ R1/R2)
On a donc Vs qui est amplifiée, dans la limite du composant LM307
Le schéma structurel devient alors :
c) Réduire l’impédance de sortie de la carte
On récupère la sortie dans un AOP en montage suiveur. Ainsi, notre montage à une impédance de sortie très faible, en comparaison a celle de la carte.
On suppose l’ampli parfait. On a donc V+=V-.
Soit Ve = Vs. Cependant, l’impédance vue par Vs est celle de sortie du LM307, soit quelques Ohms.
On a aussi l’impédance d’entrée qui tend vers l’infini.
On a alors le schéma suivant :
Il faudrait mettre un switch qui permettrait de sélectionner la tension à amplifier, ainsi, le nombre d’AOP nécessaire serait de 4.
Or, il existe des composants contenant 4 amplis opérationnels, le tout pour un prix inférieur à 2 LM307. Il s’agit du LM 324N et ne coûte que 0,80€. L’encombrement serait le même.
3) Les évolutions majeures
Nous avons trouvé un composant qui permet de généré des fonctions en utilisant que quelques composants. Il s’agit du XR-2206 de chez EXAR. Voici le câblage du composant afin d’obtenir un générateur de signaux carré/triangle/sinus.
Vcc = 12V
Réglage de la linéarité du signal :
Il faut RA 200ohms dans l'idéal. Cependant, comme il s’agit d’une résistance variable, on peut la régler de manière optimale.
Changement de l’offset :
La valeur de RB permet de modifier l’offset de la tension générée.
Changement de la fréquence :
La fréquence peut être changée en modifiant la valeur du potentiomètre R1, tout en sachant que la fréquence dépend de R1 et de C et évolue de la manière suivante :
F = 1 / ( (R1 + 1kohms).C)
Pour être efficace, il faut 4.7 nF < C < 100 nF
Il faut aussi 10 Kohms < R < 100 Kohms
Soit 9 Kohms < R1 < 99 Kohms
Changement de l’amplitude :
On peut modifier l’amplitude de sortie en modifiant la valeur de R3, sachant que la valeur crête-crête évolue en fonction de R3 de la façon suivante :
Vcrête=60mV/ Kohms de R3
Les limites :
Le seul inconvénient du projet est qu’il coûte beaucoup plus cher, le XR2206 coûtant à lui seul près de 10€.De plus, le XR2206 ne permet qu’une amplitude de 6V en sortie ! Il faudra donc prévoir un dispositif d’amplification, avec, par exemple un AOP en suiveur avec gain.
Cependant, la différence de prix peut être justifiée par une qualité supérieure de la courbe sinus, ainsi qu’une possibilité de réglages plus avancés
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