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C. PETER - 20031L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNELI - L'amplificateur différentielUn amplificateur différentiel doit fournir en sortie un signal proportionnel à la différence des deux signaux appliqués en entrée. Ad : gain différentiel Ac : gain en mode commun+_

VSV1V2amplificateur différentiel idéal :amplificateur différentiel réel :VS=AdV1-V2

2

C. PETER - 20032L'AOPI.1 - Rapport de réjection en mode communUn amplificateur idéal a un CMRR infini.I.2 - Alimentation et potentiel de référenceLa majorité des amplificateurs différentiels sont alimentés par des tensions continues symétriques. Le point commun aux deux sources de tension est généralement utilisé comme potentiel de référence (potentiel 0) : c'est la masse.+CMRR=Ad

AcCe rapport illustre la qualité d'un amplificateur différentiel. +_

VSV1V2VCCVCC+VCC

VCC

C. PETER - 20033L'AOPI.3 - Types d'entéesdifférentielle simple VS est du même signe que VEVS est du signe opposé à VE

flottante+ +_

VSV1V2

+_

VSVE+_

VSVE +_

VSVEVS=AdV1-V2

C. PETER - 20034L'AOPI.4 - Types de sortiesunique + différentielleVCCVEEVOUTV1V

2VCCVEE VOUT + V1V

2

C. PETER - 20035II - L'amplificateur opérationnelII.1 - IntroductionHistoriquement, l'appélation amplificateur opérationnel désignait un amplificateur différentiel qui associé à diverses impédances permettait de réaliser des opérations mathématiques (addition, soustraction, intégration, etc).L'intégration des circuits intégrés a permis d'augmenter les performances et de diminiuer le coût de ces amplificateurs différentiels qui sont aujourd'hui appelés amplificateurs opérationnels (AOP).II.2 - Symbole+_

vSv+vee = v+ vL'AOP+ entrée : entrée inverseuseentrée + : entrée non inverseuse

C. PETER - 20036II.3 - Caractéristique de transfertEn zone linéaire VS = Av e.II.4 - Modèle en régime linéaireRE : résistance d'entrée différentielleRS : résistance de sortieAv : gain différentiel de l'AOPe = v+ vVS

+VsmaxVSmaxsaturationsaturationlinéaireAv eeL'AOP+ C. PETER - 20037II.5 - AOP idéalAOP idéal741 impédance d'entrée∞ impédance de sortie 0 gain∞200.000 bande passante0 à 5 Hz

CMRR∞90 dB

2 MW 75 W

0 à ∞L'AOP+

C. PETER - 20038III - Fonctionnement linéaireIII.1 - PrincipeCompte tenu de son gain, l'AOP ne peut fonctionner en régime linéaire que sur une plage de tension e

pratiquement nulle. De ce fait, obtenir un fonctionnement linéaire en boucle ouverte est quasiment impossible.L'AOP sera donc utilisé avec un circuit de contreréaction (circuit de bouclage).Ce circuit contreréaction doit diminuer le gain du montage. Il sera généralment connecté entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'AOP.Lorsque l'AOP fonctionne en régime linéaire, e ≈ 0.+_

vSv+veL'AOP+ +_ vSv+ve e = v+ vL'AOP+ eVS +VsmaxVSmaxlinéairemV

C. PETER - 20039III.2 - Etude de l'amplificateur inverseurC'est le montage de base de l'amplificateur opérationnel.L'impédance Z2 constitue le circuit de bouclage ou de contreréaction. III.2.1 - AOP idéal RE = ∞ , RS = 0 , AV = ∞ .

AV = ∞ et VS fini ⇒ e = 0 . RE = ∞ ⇒ iE = 0 ⇒ i1 = i2 .

L'AOP+

VSVEe+_

+_Z1Z 2i1i 2ie

RL⇒VE

Z1 =-VS Z2

AVf=VS

VE =-Z2

Z1On en déduit le gain en tension en boucle fermée Il ne dépend que des éléments extérieurs.

C. PETER - 200310III.2.2 - AOP à gain fini RE = ∞ , RS = 0 , AV fini. VS = AV e AV et VS finis ⇒ e ≠ 0 . RE = ∞ ⇒ iE = 0 ⇒ i1 = i2 .

L'AOP+

VSVEe+_

+_Z1Z 2i1i 2ie

RL⇒VE

Z1 =-VS Z2

AVf=VS

VE =-Z2 Z1 1

11

AV1Z2

Z1On en déduit le gain en tension en boucle fermée Pour AV fixé, le terme d'erreur sera d'autant plus faible que le rapport Z2/Z1 est petit. terme d'erreur

C. PETER - 200311III.2.3 - AOP réel RE et AV finis, RS ≠ 0 . VS = RL IL

VS = AV  RS iS

i1 + i2= ie , iL + i2= iS .

L'AOP+

VSVEeZ1Z

2i1i 2ie

RLAVf=VS

VE =-Z2 Z1 1

11

AV1Z2

Z1 Z2

RE1RS

RL RS Z2On en déduit le gain en tension en boucle fermée terme d'erreurisiLquotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

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