GELE4011 Chapitre 6:Circuits non-lineaires
Gabriel Cormier, Ph.D., ing.
Universite de Moncton
Automne 2010
Gabriel Cormier (UdeM) GELE4011 Chapitre 6 Automne 2010 1 / 19
Contenu
1 Introduction
2 Amplificateur logarithmique
3 Circuit anti-log
4 Multiplicateurs
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Introduction
Introduction
Amplificateurs logarithmiques :
Application :
Circuits analogiques complexesTraitement du signal
Permettent une sortie directement codee en dB
Permettent de compresser un signal
Cree en ajoutant un transistor dans le parcours de feedback d’unampli-op
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Amplificateur logarithmique
Amplificateur logarithmique : circuit
−
+vi
Ri
vo
Transistors : Selon le circuit :
Ic = Is
(e
VbeVT
)ou
Vbe = VT ln
(IcIs
)VT = 26mV
vo = −Vbe et Ic =viRi
Alors :
vo = −VT ln
(viRiIs
)
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Amplificateur logarithmique
Amplificateur logarithmique
La tension de sortie est fonction du ln de l’entree
On peut convertir en log en base 10 :
log10(x) = 0.4343 ln(x)
Le courant Is varie de facon significative avec la temperature, etmeme d’un transistor a un autre
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Amplificateur logarithmique
Amplificateur logarithmique
Puisque Is varie significativement, la sortie peut varier beaucoup
Il faut bien calibrer et controler le circuit
Pour eliminer cette dependance sur Is, on ajoute un 2e circuit avectransistor
On ajoute un sommateur-inverseur a la sortie
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Amplificateur logarithmique
Amplificateur logarithmique : circuit
−
+
−
+
−
+
vi
Ri
v1
R
+−Vref
Ri
v2
R
R
R
vo
v1 = VT ln
(viRiIs
)v2 = VT ln
(VrefRiIs
)
vo = v2 − v1
= VT ln
(viVref
)
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Amplificateur logarithmique
Exemple de simulation
0
0.5
1
1.5
2
Vin
(V)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20−60
−40
−20
0
20t (ms)
Vout
(mV
)
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Amplificateur logarithmique
Verification
Verifier les calculs : Vin = 1 sin(200πt) + 1.1
Valeur max a l’entree = 2.1V, ce qui donne une sortie
Vout = 0.026 ln(2.1) = 19 mV
Valeur min a l’entree = 0.1V, ce qui donne une sortie
Vout = 0.026 ln(0.1) = −60 mV
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Amplificateur logarithmique
Verification
Attention aux signaux qui passent par zero : erreurs
Rappel : ln(0) = ind
Ex : avec sin(200πt) + 0.9, on obtient des erreurs
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Amplificateur logarithmique
Exemple de simulation
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20−2
−1
0
1
2
Vin
Vout
t (ms)
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Amplificateur logarithmique
Source negative
Avec une source negative comme entree :
Le pnp transmet le courant lors de l’amplification
Plus grande amplitude a la sortie
Ajouter un deuxieme pnp dans le circuit de reference pour utiliser unesource negative
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Circuit anti-log
Circuit anti-log
Une fois les operations logarithmiques effectuees, il faut reconvertirles signaux
On utilise des amplificateurs exponentiels (anti-log)
On ajoute des transistors dans l’entree − de l’ampli-op
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Circuit anti-log
Amplificateur logarithmique : circuit
−
+vi
Rf
vo
iC = ISevi/VT
vo = iCRf
= −ISRfevi/VT
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Circuit anti-log
Circuit anti-log
La sortie du circuit anti-log n’est pas stable
Il faut que IS soit stable
Preferable d’avoir le npn et le pnp sur le meme substrat ; ex : LM394
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Circuit anti-log
Exemple de simulation
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
−400
−200
0
200
t (ms)
Vout
(ms)
Vin = 0.4 + 0.3 sin(200πt)
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Circuit anti-log
Exemple de simulation
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
5
10
t (ms)
Vout
(ms)
Vin = −0.4 + 0.3 sin(200πt)
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Multiplicateurs
Multiplicateurs
Circuits logarithmiques servent comme multiplicateurs
Proprietes :
log(xy) = log(x) + log(y)
log(ab
)= log(a)− log(b)
log(xyz
)= log(x) + log(y)− log(z)
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Multiplicateurs
Multiplicateurs
log
log
log
∑
inverseur
anti-log
ex
ey
eref− log(eref )
log(ex)
log(ey) exeyeref
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