Ce circuit est connu sous les noms de "comparateur à deux seuils", "trigger de Schmitt" et "comparateur à hystérésis".
Analyse du circuit.
On considère un comparateur de tension dont les entrées sont V+ et V−.
La tension de sortie est Vs avec : Vs = +U si V+ > V−et Vs = −U si V+ < V−.
L'actionneur de sortie est symbolisé par deux diodes LED montées tête-bêche, en série avec une résistance de limitation. La LED supérieure (rouge) s'allume si Vs = U. Si Vs = −U, c'est la LED inférieure (verte) qui est allumée.
Le signal d'entrée Ve est appliqué sur l'entrée V−.
L'entrée + est reliée à la sortie par R2 (réaction positive) et à R1. L'autre extrémité de R1 est portée au potentiel VRef.
Le potentiel de l'entrée + est donc égal à :
V+ =VRef + (Vs − VRef).R1 / (R1 + R2).
Si Ve est très négatif alors Vs = +U et : V+ = V1 = VRef + (U − VRef).R1 / (R1 + R2).
Si Ve est très positif alors Vs = −U et : V+ = V2 =VRef − (U + VRef).R1 / (R1 + R2).
Pour les tensions d'entrée croissantes, le seuil de basculement de montage est V1. Par contre pour les tensions décroissantes le seuil vaut V2. Le système présente de l'hystérésis : son comportement dépend du sens de variation de la tension d'entrée.
En ajustant VRef, R1 et R2, il est possible de modifier les valeurs des seuils de basculement.
Utilisation :
Manuel :
En glissant avec la souris les curseurs des potentiomètres, il est possible de faire varier les valeurs de VRef et de Ve. Les valeurs de ces potentiels sont affichées par des voltmètres idéaux.
Il est possible de modifier la valeur de la résistance R1 avec la liste de choix
Une ligne tracée sur le potentiomètre de la tension d'entrée indique la valeur du seuil actif.
Tracer la courbe Vs = f(Ve) pour des tensions croissantes puis décroissantes. Modifier les valeurs des seuils.
Animation :
On applique sur l'entrée la tension Ve = 12.cos(ω.t) symbolisée par la barre bleue.
Les autres commandes ne sont pas modifiées.
Le programme trace les courbes de la tension d'entrée (en bleu) et de la tension de sortie (en rouge).
Modifier VRef, R1 et R2 pour modifier le rapport cyclique de la tension de sortie.
Les traits vert et magenta correspondent aux tensions de seuil V1 et V2.