Redresseur double alternance sans seuil ni diode à ampli op

Aussi étonnant que cela puisse paraître, il est possible de réaliser un redresseur sans diode (et sans seuil). Le schéma et le principe de fonctionnement de ce redresseur sans diode sont détaillés dans cet article. La tension de sortie est donc la valeur absolue de la tension d'entrée, à un facteur près.

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.

Schéma du redresseur sans diode et sans seuil

Voici le surprenant schéma du redresseur sans diode :

redresseur double alternance sans diode

Schéma du redresseur à ampli op sans diode

Fonctionnement 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 application de : de -0,3 V à +Vcc quand il est alimenté entre 0V et +Vcc (pas d'alimentation négative). Par ailleurs, sa tension de sortie saturée (Vsat) basse doit être proche de l'alimentation négative, ici la masse : 20 mV maximum (pour 1 A de courant de sortie), ce qui est très faible. C'est une tension Vce sat (saturation du transistor bipolaire de sortie).

Tension positive à l'entrée du redresseur

Expliquons le fonctionnement du montage lorsque la tension d'entrée est positive

redresseur double alternance ampli op

Schéma du redresseur sans diode lorsque la tension d'entrée est positive

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

Tension négative à l'entrée du redresseur

Le fonctionnement du montage lorsque la tension d'entrée est négative :

redresseur double alternance sans seuil

Schéma du redresseur à ampli op sans diode lorsque la tension d'entrée Ve est négative

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. La tension de sortie est une moyenne pondérée de V1 et de Ve par le théorème de Millman.

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. Il s'agit donc d'un montage redresseur double alternance sans seuil :

Vs = 1/3.|Ve|

redresseur double alternance ampli op schema

Fonction de transfert du redresseur double alternance

Plage de fonctionnement du redresseur sans diode et sans seuil

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

La plage idéale de tension est donc -10 V < Ve < +10 V.

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 du redresseur sans diode ni seuil

  • Création de signal d'erreur si le signal s'écarte trop de zéro
  • Lecture du courant dans un shunt et détection de surintensité
  • Doublement de fréquence
  • Fonction valeur absolue
schema oscillateur simple sinus Oscillateur sinus à ampli op sans pont de Wien la resistance mise en pratique 0 La résistance: Mise en pratique la resistance le code des couleurs 0 La résistance: Le code des couleurs les portes logiques de base electronique binaire 0 Les portes logiques de base : électronique binaire la resistance association en serie et parallele 0 La résistance: Association en série et parallèle la resistance pont diviseur de tension 0 La résistance: Pont diviseur de tension la resistance description et definition 0 La résistance: Description et définition la resistance limitation de courant 0 La résistance: Limitation de courant
Sulliven06
Le 24 nov. 2011 à 10:52

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
Le 24 nov. 2011 à 10:55

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
Le 24 nov. 2011 à 10:59

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
Le 18 avr. 2012 à 12:28

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
Le 19 avr. 2012 à 10:45

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

Hubert Ze Glaire
Le 6 déc. 2019 à 11:42

Salut les bébous ^^ Est-ce possible de connecter la masse à une entrée inverseuse de polyphase en alternance avec une bobine self chargée ;) ?? C'est pour réaliser un ultra canigou destructor reversor inverseur sans seuil ultra perfomant!!!!!! :) Avez vous des conseils ????????????????????