Aop et perte de gain

[S3b]

Bonsoir,

J’ai construit ce montage « amplificateur » avec un AOP (LM358) dans le but de réaliser un afficheur bargraph de plages de fréquence d’un signal sonore.

Malheureusement, je ne comprends pas certaine choses, comme la diminution d’amplitude de mon signale en fonction de certaines fréquences qui se produit par paliers. Comment expliquer ce phénomène et comment, si possible, y pallier ?

Vcc=12v

Je suis d’ailleurs surpris d’avoir un si petit gain en amplitude, je pensais avoir un signal P-P allant de -5,5v à +5,5v environ

[alayn91]

Bonjour,
Un schéma du Vcc/2 ?

[S3b]

Pour l’alimentation, c’est un diviseur de tension suivis d’un aop suiveur pour fournir qq mA :

[madelg]

bonjour;
des petits montages pour donner des idées

une piste a creuser

[alayn91]

Bonjour,
Le signal d’entrée doit être référencé par rapport au Vcc/2.
Sinon, condo de liaison.
De toute manière, ton signal de sortie ne sera pas Vpp = +/- 5,5 V.
Mais de Vcc à 0V.

[S3b]

@madelg merci pour ces schémas, je les gardes sous le coude

J’ai déjà fais un schéma de la sorte : Ampli > Filtre passe-bande > AC vers DC > Convertisseur log vers lin > Driver d’affichage > Affichage.
Le tout est de réussir à le mettre en œuvre

@alayn91
Mon signal d’entrée est bien référencé au Vcc/2. Je n’ai pas compris, le condo de liaison est une possibilitée si le signale d’entrée ne peux être référencé à la masse ? Ou c’est oublie du condo de liaison qui amènerait la perte de gain en fonction de la fréquence ?

J’ai compris que mon alimentation n’était pas la plus adaptée ! En utilisant une vraie alimentation de labo, +5, GND, -5v, j’arrive à amplifier mon signale jusqu’aux limites de l’AOP et atteindre saturation.

Malheureusement, mon problème initial persiste, à ~3KHz mon gain diminue, idem à ~17KHz

[allo.guy]

Bonsoir S3b

Les 100 mV en entrée, ils viennent d’où?
C’est 100 mV efficace ou crête à crête?

Pourquoi devrais-tu avoir un signal entre +5.5V et -5.5V?
Si le potar est réglé sur 250 Kohms pour avoir le gain maxi le gain sera de 26. donc si 100mV eff en entrée, tu devrais avoir 2.6 V eff en sortie

Les limites de l’ampli OP sont peut être une partie du soucis.

Gain unitaire à 1.1MHz
et slew rate à 0.5V/µs

à la louche, si amplitude crête à crête est de 11V le slew rate limitera la bande passante à 42 KHz et le produit gain bande limite la fréquence max à 45 KHz pour un gain de 26. potar reglé au max.

Mais bon, si le gain s’écroule à partir de 3KHz, il y a un autre soucis.

Le signal d’entrée est d’amplitude constante?
Il y a quoi comme charge en sortie de l’ampli OP ?

[ON5WF]

@allo.guy

à la louche, si amplitude crête à crête est de 11V le slew rate limitera la bande passante à 42 KHz et le produit gain bande limite la fréquence max à 45 KHz pour un gain de 26. potar reglé au max.

Pourrais-tu expliquer comment tu as obtenu 42 kHz!?

A la petite louche, j’obtiens 14,47 kHz, avec le calcul suivant:

Si u(t) = Usin(Wt) est le signal d’entrée, la vitesse de variation de ce signal vaut:

du/dt = u’(t) = UWcos(Wt) et la vitesse de variation max vaut (à t = 0)) u’max = UW = U.2PI.f.

Donc, fmax = u’max/(2PI.U) = SR/(2PI.U).

Donc, avec un SR de 5.10E5 V/s et une amplitude crête à crête de 11V, on obtient

fmax = 5.10E5/(PI.11) = 14,47 kHz.

Mais, n’étant pas le pape des AOP, je peux me tromper.

[alayn91]

Bonsoir,
A priori, cet AOP est particuliers.
Sa tension de mode commun à l’entrée inclut le 0V.
Donc, tu peux l’alimenter entre 0V et Vcc, et amplifier un signal d’entrée référencé à la masse.
Tu n’as pas besoin de Vcc/2.
Bien sûr, sauf erreur de ma part.

[allo.guy]

@ON5WF

Donc, avec un SR de 5.10E5 V/s et une amplitude crête à crête de 11V, on obtient

fmax = 5.10E5/(PI.11) = 14,47 kHz.

Ton calcul est juste et les 42KHz étaient une approximation (fausse).

Mais cela n’explique pas les sauts d’amplitude brutaux à 3KHz et à 17 KHz

Scope avec un soucis ou tout autre chose…

[S3b]

Bonjour à tous,

Aujourd’hui j’ai fais bricolé l’alimentation mais j’ai aussi pu trouver d’où venait le problème Grace à la remarque de @allo.guy ).
De la source … J’utilise mon téléphone comme « GBF », avec l’application « Frequency Generator ». Et quand je visualise à l’oscillo ce qu’il se passe directement à la sortie audio du téléphone, je me retrouve avec le même problème d’amplitude …
Le problème vient du téléphone, je retrouve le même soucis avec d’autres applications …

Une petite vidéo de la sortie audio du téléphone (Sleew rate de 100Hz à 20kHz sur 5sec) amplifié par le LM358 :

VID 20201022 113519 0 COMPRESSED

@allo.guy
Ce sont donc 100mV qui viennent du téléphone, et se sont 100mV crête à crête.

@allo.guy

Pourquoi devrais-tu avoir un signal entre +5.5V et -5.5V?

Il me semble qui si un AOP est alimenté en +6 et -6, mon signal de sortie va connaitre saturation avant d’atteindre les +6/-6 crête à crête ? les -5.5/+5.5 sont une estimation. Je ne retrouve plus le nom de ce phénomène … ( Offset ? ).
Je pensais obtenir un gain plus grand, j’ai du faire une petite erreur, je reprendrais ceci

@allo.guy

Le signal d’entrée est d’amplitude constante?

Du-coups non, le problème venait d’ici

@allo.guy

Il y a quoi comme charge en sortie de l’ampli OP ?

Il n’a aucune charge en sortie (Mise à part celle de l’oscillo 1M Ohm et 20pF), faut-il lui mettre une certaine charge pour les mesures ? comment la déterminer ?

Merci beaucoup pour la formule ! C’était un élément que je cherchais

Donc, 14,5KHz ne m’arrange pas trop pour ma dernière valeur de fréquence à afficher, j’ai prévu de de faire une analyse sur bande au tiers d’octave (avec une fréquence sur deux) pour me retrouver avec 15 fréquence à visualiser :
25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1k, 1k6, 2k5, 4k, 6k3, 10k et 16k.
Faudrait-il que je redimensionne mon dernier filtre pour 14KHz au lieu de 16KHz, ou que je diminue l’amplitude crête à crête de mon AOP « amplificateur » ?

[ON5WF]

@S3b

l me semble qui si un AOP est alimenté en +6 et -6, mon signal de sortie va connaitre saturation avant d’atteindre les +6/-6 crête à crête ? les -5.5/+5.5 sont une estimation. Je ne retrouve plus le nom de ce phénomène … ( Offset ? ).

Ce n’est pas l’offset mais simplement le fait que de par la construction de l’AOp, on ne peut pas atteindre tout à fait les valeurs de la tension d’alimentation.

[Alfred]

@ON5WF

Ce n’est pas l’offset mais simplement le fait que de par la construction de l’AOp, on ne peut pas atteindre tout à fait les valeurs de la tension d’alimentation.

Si, mais dans ce cas il faut utiliser des Cmos rail to rail, qui permettent d’atteindre les tensions d’alim.

CA3130-a.pdf (1,2 Mo)

[allo.guy]

@S3b

Il me semble qui si un AOP est alimenté en +6 et -6, mon signal de sortie va connaitre saturation avant d’atteindre les +6/-6 crête à crête ? les -5.5/+5.5 sont une estimation. Je ne retrouve plus le nom de ce phénomène … ( Offset ? ).
Je pensais obtenir un gain plus grand, j’ai du faire une petite erreur, je reprendrais ceci

Bonsoir S3b,
Fait le calcul de gain de l’ampli op avec les résistances de ton schéma.
Si tu augmente la valeur 250K du potar, cela augmentera le gain et tu pourras aller chatouiller les tensions d’alim plus ou moins près selon le type d’ampli op choisi?

Avec un AOP Rail to Rail tu pourras t’en approcher d’ un peu plus prés, qu’avec un AOP classique.

[F6CER]

Les bases bien expliquées
Electronique - Theorie - AOP

[slouptoouut]

…Et tout ceci montre que , un téléphone …Et bien ça sert à téléphoner …Pas a étudier des systèmes audio , ni a faire de la sono !

(Il aurai fallu dire, dès le début, que ces amplis op étaient attaqué par un « vulgaire téléphone » ! Et là, on vous aurai aiguillé direct vers le coupable, qui n’étais pas le montage a ampli op …Mais le téléphone ! )

Et pour éviter d’être tenté de l’utiliser pour des choses dont il n’est pas capable , chose que trop d’usagers font de le téléphone …Je conseillerais le téléphone portable basique ( genre « a clapet, avec les touche de 0 à 9, dièse, étoile … » )

[Bigrille07]

Patrick travail toute la semaine au micron grâce au numérique et des la sortie le voue aux gémonies .

et rien que dit penser c’est pas gaie :

Quand on souhaite accabler quelqu’un publiquement et lui jeter l’opprobre, la langue française nous offre l’expression « vouer aux gémonies ». Cette métaphore nous transporte dans la Rome antique, sur l’« escalier des gémissements », appelé gemoniæ scalæ , où l’on exposait les cadavres des suppliciés. C’est Marcus Furius Camillus, dit Camille, désigné dictateur sous la République au IVe siècle avant notre ère, qui aurait institué cette pratique infamante.

[allo.guy]

@S3b

@allo.guy

Le signal d’entrée est d’amplitude constante?

Du-coups non, le problème venait d’ici

@S3b

Si tu veux avoir la bande passante de ton ampli, ce n’est pas très gênant que le signal BF sortant du téléphone baisse en fonction de la fréquence.
Il suffit que tu mesure l’amplitude du signal d’entrée et du signal de sortie, puis que tu fasse le rapport des deux.

Tu peux aussi faire les mesures avec un voltmètre pourvu que sa bande passante en AC soit suffisante.
Même si ton voltmètre n’a pas une réponse en fréquence plate, pour une fréquence donnée la tension d’entrée et celle de sortie seront entachées de la même erreur et cela te donnera un resultat correct pour la bande passante de ton ampli.

[slouptoouut]

@Bigrille07

…Oui, mais , si une machine à commande numérique c’est fait pour usiner des pièces de manière parfaitement reproductibles et pour être précis au micron …

On ne demande pas à un téléphone d’avoir une courbe de réponse bien linéaire et précise de 20 Hz à 20 kHz à +/- 1dB …Pour appeller le S A M U !

sloup

[Bigrille07]

Bon dimanche Patrick je taquine tu me connais.
Bon laissons l’AOP en paix!
Guy