Les comparateurs en électronique
Chapitre 1. Comparateurs simples à un seuil
Chapitre 2. Comparateurs à 2 seuils
Chapitre 3. Pour aller plus loin
3.1. Comparateurs rapides
3.2. Association de comparateurs simples : comparateur à fenêtre
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3.2. Association de comparateurs simples : comparateur à fenêtre


      Dans ce montage, on applique la même tension continue Ve sur l'une des entrées des deux amplificateurs opérationnels idéaux, de même tension de saturation Vsat.
      Un des comparateurs est inverseur et l’autre non.
      On doit avoir E1 < E2
      Les caractéristiques de transfert Vs1 = f(Ve) et Vs2 = f(Ve) sont les suivantes :


     Lorsque un comparateur est à Vsat, une des 2 diodes conduit et Vs = Vsat (si l’on néglige le seuil VDS des diodes).
     Lorsque E1 < Ve < E2, les 2 comparateurs sont à –Vsat, les 2 diodes sont bloquées et donc Vs = 0.
     Ainsi, Vs(Ve) a l’allure suivante :


     Le laboratoire virtuel permet de visualiser le fonctionnement de ce comparateur à fenêtre. On peut notamment voir son comportement lorsque l’entrée Ve évolue au cours du temps.

Comparateur à fenêtre

Ce montage est utilisé pour détecter si une tension est à l'intérieur d'une plage ou "fenêtre".

Dans cette applet, les seuils haut (E2) et bas (E1) peuvent être réglés. E1 est toujours inférieur à E2.

La valeur minimale de E1 est 0,2 V; la valeur maximale de E2 est 9,8 V; la valeur minimale de la différence (E2-E1) est 0,5 V. Ve varie entre 0 et 10 V.

Les A.O. sont alimentés en symétrique, sous le mêmes tensions; ils fonctionnent en régime de saturation, car il n'y a pas de liaison entre la sortie et l'entrée "-". Ils sont supposés parfaits, ainsi que les diodes (tension de seuil Vds = 0 V).

Les sorties des comparateurs ne peuvent pas être à +Vsat en même temps.

Lorsque la sortie de l’un des comparateurs est à +Vsat, la diode correspondante conduit et Vs = +Vsat.

Si la sortie des deux comparateurs est à -Vsat, aucune des deux diodes ne conduit, et Vs = 0V.

Sur l'applet (pour Ve constant ou pour l'animation), si une diode conduit, elle est en couleur (verte pour D2 et rouge pour D1).

Utilisation de l'applet. Pour Ve variable, l'animation peut être arrêtée ou relancée en cliquant sur les oscillogrammes.

     Finalement, on a réalisé un comparateur qui, au niveau bas, indique que la tension d’entrée est comprise entre 2 seuils. Si les tensions E1 et E2 sont les images des niveaux minimum et maximum dans un réservoir, une sortie au niveau bas indique que le réservoir est correctement rempli.

     Quant à elles, les sorties Vs1 et Vs2 indiquent que les niveaux sont en dessous ou en dessus des seuils désirés. Elles peuvent servir à déclencher une alerte lorsqu’elles sont au niveau haut.

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