Figure 1. L'amplificateur à priorité d'entrée fournit une sortie à partir de l'entrée la plus positive parmi les quatre. Ce circuit réagit aux entrées positives, mais en inversant les diodes et en reconfigurant les alimentations, il peut réagir aux entrées négatives.
Figure 2. Graphique de simulation de la sortie de l'amplificateur prioritaire à 4 canaux.
Dans ce circuit, l'amplificateur présentant le signal de sortie le plus positif contrôle la boucle de contre-réaction via la diode polarisée en direct à sa sortie. Ceci forme une boucle de gain unitaire simple, via R1 ou R2, R3 ou R4 (selon le canal présentant le signal le plus positif), jusqu'à l'entrée inverseuse de l'amplificateur. La diode située entre l'entrée inverseuse et la sortie est polarisée en inverse au niveau de l'amplificateur ayant le signal d'entrée le plus élevé, ce qui permet au circuit de fonctionner comme un amplificateur à gain unitaire de son entrée à la sortie globale. Les sorties des amplificateurs ayant des signaux d'entrée plus faibles sont forcées à devenir négatives par rapport à leur valeur de sortie jusqu'à ce que leur diode de contre-réaction, D2 (ou la diode correspondante), soit polarisée en direct, maintenant ainsi les amplificateurs en boucle fermée locale. Les résistances de 10 kΩ, telles que R1, permettent aux amplificateurs les plus faibles de fonctionner comme des tampons à gain unitaire en formant un réseau de contre-réaction local. La figure 2 présente les résultats de simulation obtenus avec les quatre canaux.
La figure 3 illustre les courbes de fonctionnement réelles sur deux entrées, les voies 1 et 2, la sortie étant affichée sur la voie 3.
Des signaux d'entrée différents sont appliqués afin de mettre en évidence l'effet de la compétition entre deux formes d'onde distinctes pour l'amplitude maximale à différents intervalles. La figure 3 présente les courbes oscilloscopiques réelles d'une version à deux voies de l'amplificateur, la sortie étant sur la voie 3 (notez que le zéro de la voie 3 est plus bas sur l'écran de l'oscilloscope que celui des voies 1 et 2).
Figure 3. Graphique à l'oscilloscope d'une version à deux voies de l'amplificateur prioritaire. Les voies 1 et 2 sont les signaux d'entrée, et la voie 3 est la sortie. (Notez que le zéro de la voie 3 est plus bas sur l'écran de l'oscilloscope que celui des voies 1 et 2.)
Bien que ce circuit soit configuré pour fonctionner avec des tensions positives, son adaptation aux tensions négatives consiste simplement à inverser les connexions des diodes et à ajuster les tensions d'alimentation en conséquence.
Le circuit présenté utilise un amplificateur opérationnel Microchip MCP6V51/2/4, mais une large gamme d'amplificateurs opérationnels Microchip peut convenir. Les critères de sélection sont les suivants :
1. Amplificateurs opérationnels multiples, par exemple quadruples (et multiples de multiples en fonction du nombre final de lignes).
2. La plupart des applications nécessitent un amplificateur opérationnel dont la plage de mode commun inclut l'alimentation négative de l'amplificateur, généralement la masse. Dans certains cas, un amplificateur de mode commun à plage rail-à-rail peut être nécessaire.
3. Il est évident que les niveaux du capteur ou du signal d'entrée, ainsi que les exigences relatives au signal de sortie, déterminent la tension nominale requise des amplificateurs opérationnels.
4. La stabilité à gain unitaire est essentielle pour ce circuit. Son utilisation avec une sortie connectée à des charges capacitives peut nécessiter une compensation supplémentaire pour maintenir sa stabilité.
Biographie de l'auteur :
Jerry Steele possède plus de 30 ans d'expérience dans l'électronique analogique et de puissance. Il a travaillé chez Apex, National Semiconductor, TI et ON Semiconductor, occupant divers postes, d'ingénieur d'applications à ingénieur en développement stratégique. Il est actuellement ingénieur de validation chez Microchip.
