Re: Problème de linéarité

Le 14-03-2022, JKB <JKB@hilbert.invalid> a écrit :

Bonjour à tous,
>
Considérons le schéma https://hilbert.systella.fr/public/schema.pdf
>
Ce schéma est utilisé sur une carte de métrologie que j'ai modifiée
en raison de la pénurie de certains composants. Il s'agit ici d'un
asservissement pour obtenir une excitation de 10V.
>
Pour tout un tas de raison, c'est un asservissement en partie
numérique et piloté par un CPU (un PID qui fonctionne à 25 Hz).
>
La partie supérieure fonctionne parfaitement (ballast + CNA).
>
Les sorties excitation+ et excitation- vont vers un système externe
qui doit être alimenté en 10V précisément (et qui renvoit une sortie
de la tension à son entrée vers sensors+ et sensors-).
>
Le CAN fonctionne.
>
Les tensions 2V5, 5V et 12V sont propres (l'erreur max sur le rail
2V5 est de 1,5%, j'ai vérifié, on est largement dans les clous).
>
Lorsque je court-circuite les deux points de TP6, je mesure une
valeur max de 100 (soit aux alentours de 2mV en moyenne). Compte
tenu des tolérances des résistances, c'est bon. Lorsque je
mesure ma référence à 2V5, je mesure sur le CAN à peu près 10800.
Je peux donc négliger l'erreur de 0.
>
Je me suis donc naïvement dit que pour avoir 10V, il me suffirait
d'indiquer comme consigne 4*10800. Sauf que pour cette consigne, je
n'ai que 8,8V entre sensors+ et sensors-. La valeur de TP7 est la
valeur attendue. C'est donc l'amplificateur qui n'est pas linéaire.
>
Cet amplificateur est alimenté entre 0 (GND) et 12V.
>
Les LM6134 sont rail to rail en entrée et en sortie.
>
Les deux résistances R30 et R31 évitent de talonner en entrée.
Toutes les résistances critiques sont à 0,1% (celles qui sont
marquées en bleu R1, R2 et R3).
>
V1 et V2 valent à peu près 1,2V (calibration 2V5) et 4,8V
(asservissement).
>
Je dois être fatigué, mais je ne vois pas ce qui pourrait aboutir à
une telle non linéarité dans ce bout de circuit. Toute explication
sera la bienvenue.

Bon...

C'est pire que je ne pensais.

J'ai simulé le circuit avec les valeurs théorique, ça fonctionne.

Je me suis dit : ce que j'observe doit être lié aux tolérances des
composants. J'ai donc mesuré les résistances réelles et j'ai remis
le tout dans une simulation ng-spice.

La simulation avec les valeurs réelles me donne :
- Vin = 2,48 V => Vout = 0,98 V
- Vin = 10 V => Vout = 3,91 V

J'ai bien mon rapport de 4, ce que je cherche.

Entre la ligne GND et la ligne 2V5, je mesure 2,48 V (ma source 5 V
est précise à 1,5% donc en divisant par deux, je suis dans les
clous). Sauf qu'au lieu de mesurer en sortie 0,98 V, je suis plutôt
aux alentours de 0,82 V sur la patte 7 de U8 (ou la 14 de U6
d'ailleurs, ce qui nous apprend que U8 n'a pas une impédance
d'entrée qui écroule la sortie de de U6).

Si le circuit était linéaire, le gain ne devrait pas entrer en ligne
de compte. 2V5 => x donc 4*2V5 => 4x. Or on en est loin.

Je suis preneur de toute idée. Demain, je vais tracer la
caractéristique en Vout = f(Vin).

JKB

--
Si votre demande me parvient en code 29, je vous titiouillerai volontiers
une réponse.