Redresseur double alternance sans seuil ni diode à ampli op

Redresseur double alternance sans seuil ni diode à ampli op

Voici un redresseur sans diode et sans seuil très simple. Sur le schéma, un seul ampli op tel que le LM358 et 4 résistances créent un redresseur double alternance. La tension de sortie vaut 1/3 de la valeur absolue du signal d'entrée.

redresseur double alternance sans seuil ni diode a ampli op 0

Schéma du redresseur à ampli op sans diode

En vert (LM358 avec R1 et R2), le montage inverseur classique. Le circuit se comporte différemment selon le signe de la tension d'entrée Ve.

Choix de l'ampli op

Pour le redresseur sans diode, il faut un ampli op dont la plage de tension d'entrée s'étend jusqu'à son alimentation négative (potentiel le plus bas). La plage de tension d'entrée du LM358 convient pour cette applicationde : de -0.3V à +Vcc quand il est alimenté entre 0V et +Vcc. Par ailleurs, sa tension de sortie saturée (Vsat) basse doit être proche de l'alimentation négative, ici la masse : 20mV maximum (pour 1mA de courant de sortie), ce qui est très faible. C'est une tension Vce sat (saturation du transistor bipolaire de sortie).

Cas où la tension est positive


redresseur double alternance sans seuil ni diode a ampli op 1

Lorsque la tension d'entrée est positive, l'ampli op est saturé. Sa tension de sortie (V1) est donc nulle. Vs est le résultat de Ve atténuée par le pont diviseur R3 et R4. La valeur de R4 doit être le double de celle de R3.
On obtient donc Vs = 1/3.Ve

Cas où la tension est négative

redresseur double alternance sans seuil ni diode a ampli op 2

Cette fois ci, l'ampli op fonctionne en inverseur. Son gain est défini par le rapport -R2/R1 et vaut -1. Vs est une moyenne pondérée de V1 (qui vaut -Ve) et de Ve. Etant donné que R4 = 2.R3, la pondération s'écrit :

Vs = 2/3.V1 + 1/3.Ve

Vs = -2/3.Ve + 1/3.Ve (car V1 = -Ve)

Vs = -1/3.Ve

 

On peut résumer les 2 cas (Ve>0 et Ve<0) en écrivant une valeur absolue :

 

Vs = 1/3.|Ve|

 

redresseur double alternance sans seuil ni diode a ampli op 3

Fonction de transfert du redresseur double alternance

 

Plage de fonctionnement

Pour éviter que l'ampli en fonctionnement inverseur sature, on limitera la tension d'entrée à -12V. La limite supérieure pour Ve dépend de la tension différentielle maximale que les entrées du LM358 supportent.
La plage idéale de tension est donc -10V < Ve < +10V.

Limites du montage

La tension de sortie est un peu faussée par Vsat qui n'est pas tout à fait nulle.

L'impédance de sortie du montage est élevée (R3//R4).

Conclusion

Les résistances peuvent être choisies librement mais avec les contraintes :
R2 = R1
R4 = 2.R3 (c'est l'astuce du montage !)

Dans ce cas, la tension de sortie Vs vaut :

Vs = 1/3.|Ve|

C'est un redresseur double alternance qui a l'avantage d'avoir la même référence des potentiels que la tension d'entrée, contrairement à un pont à 4 diodes.

Applications possibles

Création de signal d'erreur si le signal s'écarte trop de zéro
Doublement de fréquence
Fonction valeur absolue

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  Redresseur double alternance sans seuil ni diode à ampli op, publié par nina67 le 29 Avril 2010
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Nina67
5 COMMENTAIRES
Sulliven06

Bonjour, Merci pour ce super montage ! Mais j'ai une petite question. Vous dites que R4 = 2.R3 (c'est l'astuce du montage !) ... Pourquoi ? Si je veux simplement ma valeur absolue sans avoir de division de mon signal d'entrée, que puis-je faire ?? Par avance merci.

Sulliven06

Bonjour, Merci pour ce super montage ! Vous écrivez: R4 = 2.R3 (c'est l'astuce du montage !) Mais est-ce possible de ne pas avoir de division mais seulement en sortie la valeur absolue de mon entrée ? (ou suis-je obligé d'ajouter un ampli non inverseur x3 derrière ??) Par avance merci.

Nina67

Bonjour, En fait, si on souhaite le même gain en tension en valeur absolue pour les deux signes de la tension, on n'a pas d'autre choix que faire R4=2.R3. Si vous ne respectez pas cette règle, vous aurez peut-être +0.2 et -0.35 ou encore +0.4 et -0.3 comme gains du montage. Ce montage ne permet pas de faire le redressement sans aussi diviser par 3. Son principal intérêt est pédagogique pour montrer qu'on peut redresser un signal en utilisant non pas une diode, mais la saturation d'un ampli op ! Cordialement

sabrina

bonjour merci pour cette application et ce montage mais j ai un question le chois de R4=2R3 est obligatoire et la tension vs=1/3 ve par avance merci

Nina67

Bonjour, C'est exactement mon dernier commentaire ! Oui, il faut R4=2R3 et on ne peut pas faire autrement que Vs=1/3.Ve. Cordialement

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