"Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)

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Hello,

Le LM 358 est un AOP "alimentable" en mono-tension et capable d'approcher s
on alimentation négative, le 0V si on est en 0-12V, par exemple (il a un  
NPN dans l'étage de sortie).  J'avais un soustracteur à réaliser en m
ono-tension et c'est donc en suivant cette ligne de pensée, et avec l'ass
entiment d'ISIS  (dont le modèle SPICE du LM358 (LM358/NS) présente bea
ucoup (trop ?) de simplifications) que j'ai réalisé (câblé) un tel  
soustracteur. J'ai été surpris de constater que celui-ci n'arrivait pas
 à cracher moins que 0.62 V pour certaines soustractions (2v - 1.8v, par  
exemple).

Les résistances, toutes identiques, valaient 2.5k, je n'ai donc pas suspe
cté les courants de polarisation, je ne vois pas non plus comment le mode
 commun peut expliquer la chose. D'autant que le soustracteur fonctionne po
ur certaines soustractions et qu'en alimentation symétrique il fonctionne
 parfaitement. J'avais déjà rencontré des problèmes semblables avec
 ce circuit et d'autres donnés pour pouvoir approcher GND.

Quelqu'un a-t-il l'explication ? Pourquoi un circuit construit pour approch
er GND d'un Vce_sat de NPN (0.1 V max) n'arrive-t-il pas à cracher moins  
que 0.62 V ? (tout en fonctionnant bien en alimentation symétrique, donc)
.

cdlt.

Michel.








Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Le 03/11/2012 09:10, michel legeria a écrit :
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GND d'un Vce_sat de NPN (0.1 V max) n'arrive-t-il pas à cracher moins que 0.62 V
? (tout en fonctionnant bien en alimentation symétrique, donc).

A cause de la *TENSION DE DECHET*
Avec alim dissymétrique on retrouve fatalement un état zéro en sortie  
d'Aop qui correspond à la "tension de déchet" du rail d'alim négatif.

Avec alim symétrique, la tension de déchet est reléguée aux extrémités  
des deux rails d'alim Vcc et Vss.
Pour limiter le problème, comme le dit Jean Christophe il faut utiliser  
un ampli-op "rail to rail".


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 2 nov, 21:27, jfc :

| Le 03/11/2012 09:10, michel legeria a écrit :
| Pourquoi un circuit construit pour approcher GND
| d'un Vce_sat de NPN (0.1 V max) n'arrive-t-il pas
| à cracher moins que 0.62 V ?
| tout en fonctionnant bien en alimentation symétrique

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Oui mais ce môssieu prétend, je le cite :

" Je suis électronicien depuis 30 ans.
" J'ai passé ma vie à faire des montages.
" j'ai fais tous les calculs moi-même.
" chaque équation, chaque théorie vient de moi.

( passons sous silence que les « équations »  postées
  sont du niveau U=R.I et que les prétendues « théories »
  ne sont pas de lui mais de Monsieur Georg Simon Ohm )

Or, si ce qu'il dit était vrai, il ne tomberait pas
la tête la première dans le premier piège à cons.


http://www.youtube.com/watch?v=eQURrDYF9gY


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Le 02/11/2012 21:27, jfc a écrit :

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A la décharge de Michel, la datasheet qu'il a postée indique en toutes  
lettres que la tension de sortie peut descendre jusqu'à la tension  
d'alimentation inférieure. C'est pas un vrai rail-to-rail, juste un  
"rail-to-max"

Nicolas


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Quoted text here. Click to load it
s  
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Tout à fait. Mais le plus étrange est que le montage fournissait la bon
ne réponse pour certaines soustractions. Et que cette réponse était p
ar exemple 0.1v, c'est à dire bien moins que 0.62v. Attestant en cela du  
fait que le LM358 sait bien descendre à quelques millivolts du 0v.

Le problème n'est donc pas, comme le dit la documentation, une certaine t
ension de déchet. C'est toute la problématique de départ, expoqée d
ans mon premier message et les autres. Je me souviens maintenant que j'ai e
u ce problème, sous d'autres formes, avec d'autres montages il y une quin
zaines d'années, à l'époque j'avais laissé tomber, mais j'aimerais  
bien en avoir le coeur net maintenant.


Merci pour votre contribution.

Michel.




Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 4 nov, 11:17, Nicolas Matringe :

Quoted text here. Click to load it

| A la décharge de Michel, la datasheet qu'il a postée
| indique en toutes lettres que la tension de sortie
| peut descendre jusqu'à la tension d'alimentation inférieure.

Seulement si on respecte *tous* les autres paramètres
qui sont indiqués noir sur blanc dans cette même datasheet.


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Ce qui confirme qu'avec AOP rail-to-rail
le problème ne se serait même pas posé.


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Quoted text here. Click to load it
ie  
Quoted text here. Click to load it
f.
émités  
Quoted text here. Click to load it
  
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Je ne pense pas. comme je l'ai dit dans mon premier message, plutôt clair
ement, je pense, le LM 358 a été construit pour pouvoir approcher à b
ien moins que 0.62 V sa référence de potentiel basse. La documentation  
indique clairement que son V_Output_Low (Vol) est de quelques millivolts. P
as 620 mV.  

La tension de déchet, Vol, est donc très largement excédée. De plus
, comme je l'ai précisé dans mon tout premier message et maintes fois d
ans les autres, le même montage, toujours alimenté en mono-tension, don
c, génère moins que 0.62 v (0.1 v par exemple, et c'est la bonne tensio
n) pour certaines valeurs des tensions d'entrées.

J'avoue ne plus savoir comment dire les choses pour être compris. Je dis  
très exactement tout cela dans tous mes messages et depuis le premier.

En tous cas merci pour votre intervention.

Cdlt.

Michel.










Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
J'ai trouvé un site Américain où j'ai posé la question (lien donn
é à la fin). Une réponse satisfaisante a été donnée. Elle ne fa
it naturellement intervenir aucune tension de déchet et pas non plus le f
ait que l'amplificateur est ou n'est pas "rail to rail". Elle indique donc,
 comme je l'ai dit, que le montage doit en toute logique fonctionner et ell
e précise que si il ne le fait pas cela est induit par une limite sur le  
courant que le circuit peut absorber ou produire à basse tension de sorti
e (12 µA à 200 mV d'après la documentation, ce qui est bien inférie
ur effectivement à ce que mon montage demandait).

Il est donc précisé, en toute cohérence, qu'il faudrait augmenter la  
valeur des résistances pour limiter ce courant. J'avais mis des 2.5k ce q
ui est assez faible, il est vrai, et je n'avais pas pensé à cela.

En résumé:  

1- Le LM358 a été construit pour descendre proche de la référence d
es potentiels. Sa documentation indique quelques mV comme limite (Vol_min).
 Et ceci qu'il soit "rail to rail" complètement, ou pas du tout.

2- Conséquemment il devait fonctionner en soustracteur et produire toutes
 les tensions positives de sortie supérieures à Vol_min demandées par
 la fonction soustraction, cela en étant alimenté en 0v-12v. Ce qu'il n
e faisait pas.

3- Le circuit, à priori en défaut, ne l'est pas. La documentation indiq
ue effectivement que si il sait descendre à quelques mV de GND il ne peut
 le faire qu'à la condition de ne générer ou absorber que de très f
aibles courants. Il n'est donc pas en défaut.


La conclusion est donc la suivante : Il faut penser, dans ce genre de monta
ge à limiter les courants de rétroaction. Le circuit ne souffre d'aucun
e tension de déchet d'ordre de 620 mV si ces précautions sont prises.

J'espère que cela pourra aider. En tous cas pour moi le sujet est clos.


Cdlt.

Michel

REPONSE DONNEE ICI :  

https://groups.google.com/forum/?hl=fr&fromgroups =#!topic/sci.electroni
cs.design/ddi18oUqub0



Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Le 04/11/2012 13:54, michel legeria a écrit :
Quoted text here. Click to load it
potentiels. Sa documentation indique quelques mV comme limite (Vol_min). Et ceci
qu'il soit "rail to rail" complètement, ou pas du tout.
Quoted text here. Click to load it
tensions positives de sortie supérieures à Vol_min demandées par la fonction
soustraction, cela en étant alimenté en 0v-12v. Ce qu'il ne faisait pas.
Quoted text here. Click to load it
effectivement que si il sait descendre à quelques mV de GND il ne peut le faire
qu'à la condition de ne générer ou absorber que de très faibles courants. Il
n'est donc pas en défaut.


Effectivement, je n'avais pas tenu compte de tes valeurs de résistances  
qui sont faibles. Le LM358 ne peut driver que des courants assez faibles  
d'où la présence d'une ddp en sortie à l'état 0.

je l'ai assimilé par habitude aux Aop classiques : 741, TL072 etc  
lesquels donnent systématiquement une ddp en sortie autour de 1V à  
l'état 0 si alim dissymétrique. Sauf que le LM358 est bel et bien un  
ampli rail to rail mais à faible courant de sortie d'où la problème  
rencontré.

Le LM358 est un Aop faible puissance, faible courant de repos,  
intéressant pour être utilisé avec des alims à piles par exemple mais  
son faible courant de sortie est la raison pour laquelle je n'utilise  
plus cet Aop depuis longtemps. En continu comme en alternatif il pose  
souvent des problème de charge. En alternatif il se met par exemple à  
faire de la distorsion de croisement avec des charges moyennes.


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 3 nov, 15:50, jfc :

Quoted text here. Click to load it

Nulle part dans sa datasheet il n'est
affirmé que le LM358 est un rail-to-rail:
http://cjoint.com/data/0KeqxapmyBj_lm358.pdf

Par contre le LMV358 est explicitement rail-to-rail:
http://cjoint.com/data/0KeqylwnCzM_lmv358.pdf

S'il fallait encore une preuve je considère
que c'en est une ( mais je dis ca, je dis rien :o)

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Le 04/11/2012 16:27, Jean-Christophe a écrit :
Quoted text here. Click to load it

Première page de la Datasheet deuxième colonne :
- Vout also goes to GND
- Large Output Voltage : 0Vdc to V+ - 1,5V

Il n'est pas "rail to rail" puisque VOH -1,5V, mais par contre VOL  
descend bien à 0V comme indiqué dans le tableau des caractéristiques  
électriques page 4 à "Output Voltage Swing".



Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 3 nov, 18:41, jfc :

Quoted text here. Click to load it

| Nulle part dans sa datasheet il n'est
| affirmé que le LM358 est un rail-to-rail:
| http://cjoint.com/data/0KeqxapmyBj_lm358.pdf
| Par contre le LMV358 est explicitement rail-to-rail:
| http://cjoint.com/data/0KeqylwnCzM_lmv358.pdf

Quoted text here. Click to load it

Ok, nous sommes donc d'accord.


Quoted text here. Click to load it

Cette même datasheet précise que ce 0 V n'est garanti
que si la sortie ne dépasse pas les quelques uA qui
sont à 2 ou 3 ordres de grandeur des 5 mA dûs à un
mauvais choix des résistances de feed-back qui n'ont
pas besoin d'autant de courant. RTFM, mais bon, ok.

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
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Quoted text here. Click to load it

Oui tout à fait. Le LM358 est "GND to GND" (néologisme ;o) ) et je l'em
ployais pour cela sans avoir cherché à prendre connaissance de sa limit
ation en courant, cause de mes problèmes et de ceux de mes collègues. L
'emploi d'un "rail to rail" complet ne changera bien entendu rien si il y a
 la même limitation en courant puisqu'il saturera lui aussi autour de 0 V
 (Ou proche de Vcc d'ailleurs !) si on lui demande des courants trop grands
.

Bon j'avoue que je n'épluche pas toutes les caractéristiques d'un AOP a
vant de l'utiliser, et je ne pense pas être le seul  ;o) . Je regarde sa  
doc pour vérifier si il a des caractéristiques adaptées à ce que je
 veux en faire (produit gain-bande passante, impédance d'entrée, de sor
tie etc;.) mais j'avoue n'avoir jamais relié la valeur des résistances  
de rétro-action à ce problème, d'où le fait que je n'ai pas regard
é Vol et Iol. J'avais, en plus, mis des valeurs qui me semblaient correct
es : 2.5k ! J'aurais tiqué avec 220 Ohms mais pas avec 2.5k ! Il fallait  
vraiment avoir été branché sur la question et connaitre la potentiali
té de ses problèmes pour regarder ça. Ce n'étais pas mon cas.

Bon, en tous les cas, affaire réglée ! Et je suis bien content !

Merci à tous.

Michel.  






Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 6 nov, 20:14, michel.legeria_@_gmail.com :

Quoted text here. Click to load it

Dans le thread que tu as toi-même ouvert sur
<sci.electronics.design> on t'affirme le contraire :
http://groups.google.com/group/sci.electronics.design/msg/84899f7552a06c5c

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 4 nov, 13:55, michel.legeria_@_gmail.com :

Quoted text here. Click to load it

Déja dit : le LM358 n'est *pas* rail-to-rail.
Dans le cas le plus défavorable, sous 12 V avec 2,5 k
le courant maximal nécéssaire ne dépasse pas 5 mA :
avec un rail-to-rail le problème ne se serait même pas posé.


Quoted text here. Click to load it

Déja dit : un composant ne fonctionnera correctement *QUE*
 si *TOUTES* ses spécifications auront été respectées:
 | On 3 nov, 20:59, Jean-Christophe
 | Le Vce.sat du transistor de sortie n'est pas garanti si l'on ne
 | respecte pas *TOUS* les autres paramètres de la spécification


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Cela confirme ce qui a été dit depuis plusieurs jours déjà:

- Une simulation informatique n'est pas une garantie,
  et n'évite pas de devoir (et savoir) raisonner sur les circuits.

- L'alim symétrique est inutile, c'est
  du mercurochrome sur une jambe de bois.

- Les spécifications du LM358 écrites noir sur blanc
  dans sa datasheet n'ont été ni comprises ni respectées.

- Un AOP rail-to-rail aurait évité ce problème dès le début.

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Jean-Christophe wrote:
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[...]
Quoted text here. Click to load it
[...]
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[...]
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[...]
Quoted text here. Click to load it
[...]
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On le saura !

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 3 nov, 09:10, michel legeria :

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Avec une alim symétrique la sortie de l'AOP peut
évidemment descendre à zéro Volt, parce-qu'en symétrique
le zéro Volt n'est que la *moitié* de l'alim symétrique.

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Déja répondu : il suffit d'utiliser un AOP *rail-to-rail*.

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Le problème est mal posé car il est mal compris;
une fois qu'il est compris il n'y a *plus* de problème.

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Hello,

La question est difficile et fait intervenir à mon avis des connaissances
 profondes sur la structure interne du CI comme je le suspecte ainsi que me
s collègues électroniciens. Puisqu'elle ne reçoit aucune réponse va
lide ici je l'ai posée aussi sur le forum de physique fr.sci.physique, on
 ne sait jamais.

Si quelqu'un connait un autre endroit où la poser, je suis preneur. J'ai  
cherché des newsgroups Américain sur l'électronique sans en trouver.  
Si quelqu'un connait un tel endroit je suis preneur, et je l'a poserais l
à-bas aussi.


Michel.



  


Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
On 3 nov, 19:50, michel legeria

A.K.A   Marcel Béliveau :

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La question est élémentaire et a recu des
réponses ici, depuis deux semaines déja.
Mais il n'est pire sourd que celui qui ne veut entendre.

Quoted text here. Click to load it

Pose ta question lors d'un cours d'initiation à l'électronique.

Re: "Rail to rail", LM 358, soustracteur (bis)
Jean-Christophe a utilisé son clavier pour écrire :
Quoted text here. Click to load it

P't'êt' ben qu'il t'a plonké ?

--  
Seuls les faucons volent.
Les vrais restent au sol.



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