Déterminer la fonction de transfert du montage : quand Vc=0 quand Vc est en l' air Exercice 6 Soit un amplificateur de tension non inverseur Trouvez
Previous PDF | Next PDF |
[PDF] Exercices sur les montages à amplificateurs opérationnels
Fichier: A I L - Corrigé - Quelques exercices doc Eric SAMAMA Exercices sur les montages à amplificateurs opérationnels Exercice 1: Montage amplificateur
[PDF] Exercices corrigés sur les amplificateurs opérationnels pdf
Exercice 8 L'amplificateur opérationnel du successeur a une impedance d'entrée presque infinie et a Exercices: Amplificateur opérationnel corrigé TSTLC
[PDF] CORRECTION Amplificateur opérationnel
Exercices : Amplificateur Amplificateur opérationnel en mode linéaire 3- Amplification : opérationnel est en mode linéaire alors V+ = V- → 0 = (Ve / R1 + Vs
[PDF] EXERCICES
Exercice 8 L'amplificateur opérationnel suiveur a une impédance d'entrée presque infinie et une impédance de sortie presque nulle Calculez la tension de
[PDF] EXERCICES DELECTRONIQUE ANALOGIQUE - UVT e-doc
Amplificateurs opérationnels et applications Exercice n°1 On se propose d' étudier un montage électronique qui délivre une tension proportionnelle à la
[PDF] Amplificateur opérationnel en régime linéaire: corrigés des exercices
Le montage obtenu est un amplificateur différentiel, réalisé avec 2 amplificateurs opérationnels Exercice 6 1 ⇒ R1 = R2 = 10kΩ
[PDF] AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL “RÉEL” - corrigé des exercices I
AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL “RÉEL” - corrigé des exercices I Compensation de Pour un montage amplificateur inverseur, on peut proposer le schéma
[PDF] Fascicule des Travaux Dirigés Electronique - Technologue pro
Dans ce fascicule, j'ai proposé neuf séries d'exercices La plupart des sont également corrigés et commentés Enfin il est à On considère le montage à amplificateurs opérationnels parfaits représenté ci-dessous, constitué : - d'une pile
[PDF] Amplificateur Opérationnel Régime linéaire I - Ivan FRANCOIS
Déterminer la fonction de transfert du montage : quand Vc=0 quand Vc est en l' air Exercice 6 Soit un amplificateur de tension non inverseur Trouvez
[PDF] exercice corrigé de la diode
[PDF] exercice corrigé de la mécanique quantique
[PDF] exercice corrigé de machine a courant continu pdf
[PDF] exercice corrigé de math 3eme
[PDF] exercice corrigé de math financier s2
[PDF] exercice corrigé de math financiere pdf
[PDF] exercice corrige de math s1 economie pdf
[PDF] exercice corrige de math tronc commun
[PDF] exercice corrigé de mathématique financière s2
[PDF] exercice corrige de mecanique classique pdf
[PDF] exercice corrigé de mecanique des fluides
[PDF] exercice corrigé de mecanique des fluides pdf
[PDF] exercice corrigé de mecanique du point materiel pdf
[PDF] exercice corrigé de mecanique du point s1
Amplificateur Opérationnel
Régime linéaire
Composant actif à base de transistors
Doit être alimenté par une source continue
Sert à amplifier des signaux et/ou faire des opérations sur ces signaux Comportement différent suivant la fréquence des signaux2 régimes : linéaire et saturation
I. Modèle de l'AOP
e+ entrée non inverseuse e- entrée inverseuseS : sortie
Vcc : alimentation symétrique
II. Caractéristique de transfert
Ve =e+ - e-
-Vcc +Vcc e- e+ + S Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 2
• Régime saturé : Ve< -ε ou Ve > +ε
Vs peut prendre 2 valeurs : +Vcc=Vsat ou -Vcc=-Vsat • Régime linéaireVs=Ad.Ve
Ad : gain de l'aop (de l'ordre de 10
5) Cette zone est très étroite. Ex : si Vcc=15v alors,ε = 15/105 = 15.10-5V
III. AOP idéal
On fait les hypothèses suivantes :
• Absence de courants d'entrée : i+=i-=0 • Gain infini Ad-> • Résistance de sortie nulle • Résistance d'entrée infinie -Vcc +Vcc e- e+ + S -U -Vsat +Vsat +U (Alim) Vs Ve Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 3
ε V-
V+ e- e+Vs=∞.ε
S Vs +Vcc -Vcc Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 4
IV. Imperfections des AOP
a. Comportement en fréquence de l'AOP Le gain de l'AOP dépend de la fréquence du signal d'entrée. Ad diminue avec la fréquence comme un premier ordreAdo AdoAd= =>T(p)=f p1+j 1+fcωc
On définit le produit gain-bande (facteur de mérite) M=A do.fcCe produit gain-bande est constant lorsque l'AOP est inséré dans un montage de gain
A< A.fc'= A
do.fc Exemple en montage inverseur
Vs+R2.i+
ε=0 soit i=-( ε+Vs)/R2
Ve-R1.i+
ε=0 soit i=(Ve+ ε)/R1
Donc Ve+εVs+ε=- =>R2.Ve+R2.ε=-R1.Vs-R1.εR1 R2 R2 R1 ε=- Ve- Vs=K1.Ve-K2.VsR1+R2 R1+R2
i R1 R2 Ve Vs i Amplificateur opérationnel en régime linéaire Ivan FRANCOIS 5
Vs K1 K2.T(p) R2= . =- H(p)Ve K2 1+K2.T(p) R1
+Α൩ ൣ2Α2ΐ T(p) étant un système du premier ordre avec
K=-K2.Ado
1τ=
ωc En boucle fermée,
ωc'= ωc.(1+K)
soit K'. ωc'=K. ωc
Le produit gain bande est constant
T(p) K2 + Vs K1 Ve T(p) K2 -
+ Vs Ve Amplificateur opérationnel en régime linéaire Ivan FRANCOIS 6
b. Vitesse de balayage : slew rate La vitesse de variation de la tension de sortie est limitée maxdVsSR=( )dt Fréquence maximale d'utilisation :
Soit une tension sinusoïdale vs = VSMax.sin(ωt) présente en sortie de l'AOP ; pour que cette
tension ne soit pas déformée, sa pente maximale (à l'origine) doit être inférieure à SR.
dv s /dt = ω.VSMax.cos(0) = ω.VSMax < SR donc f < SR/(2π.VSMax) Ordre de grandeur : 0,5 V/
μs pour un 741 13 V/μs pour un 081
Exemple : pour V
SMax = 10 V et SR = 0,5 V/μs f < 8 kHz
Amplificateur opérationnel en régime linéaire Ivan FRANCOIS 7
Le slew rate se manifeste d'autant plus que :
• l'amplitude du signal de sortie est grande • la fréquence du signal est élevée c. Tension d'offset Lorsque l'on applique une tension d'entrée nulle Ve=0 à un AOP, on constate que la tension de sortie n'est pas nulle. Cette tension peut aller jusqu'à 5mV pour certains AOP. Certains AOP possèdent des bornes permettant de compenser cette tension d'offset. Amplificateur opérationnel en régime linéaire Ivan FRANCOIS 8
Montages à Amplificateur opérationnel en
fonctionnement linéaire I. Principe et règle d'or
Tout se passe comme si les tensions sur les deux entrées de l'amplificateur opérationnel étaient égales
V+=V-.
ε=V+-V- = 0
Les courants d'entrée de l'amplificateur opérationnel sont négligeables En effet les impédances d'entrée sont infinies. Tous les montages en fonctionnement linéaire reposent sur l'utilisation d'une réaction de la tension de sortie sur l'entrée inverseuse (principe de réaction). II. L'amplificateur non inverseur
Vs ε V-
V+ e- e+ S Aε i+ i- i R1 R2 Ve Vs i Amplificateur opérationnel en régime linéaire Ivan FRANCOIS 9
En régime linéaire :ε=0
i+=i-=0 v+=v-=Ve Vs R2=1+Ve R1
En régime non linéaire
Le fonctionnement est linéaire tant que |Vs|Saturation
-U -Vsat +Vsat -ε1 +ε1 +U (Alim) Vs A.fc'= A
do.fcExemple en montage inverseur
Vs+R2.i+
ε=0 soit i=-( ε+Vs)/R2
Ve-R1.i+
ε=0 soit i=(Ve+ ε)/R1
Donc Ve+εVs+ε=- =>R2.Ve+R2.ε=-R1.Vs-R1.εR1 R2 R2 R1ε=- Ve- Vs=K1.Ve-K2.VsR1+R2 R1+R2
i R1 R2 Ve Vs i Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 5
Vs K1 K2.T(p) R2= . =- H(p)Ve K2 1+K2.T(p) R1
+Α൩ ൣ2Α2ΐT(p) étant un système du premier ordre avec
K=-K2.Ado
1τ=
ωcEn boucle fermée,
ωc'= ωc.(1+K)
soit K'.ωc'=K. ωc
Le produit gain bande est constant
T(p) K2 + Vs K1 VeT(p) K2 -
+ Vs Ve Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 6
b. Vitesse de balayage : slew rate La vitesse de variation de la tension de sortie est limitée maxdVsSR=( )dtFréquence maximale d'utilisation :
Soit une tension sinusoïdale vs = VSMax.sin(ωt) présente en sortie de l'AOP ; pour que cette
tension ne soit pas déformée, sa pente maximale (à l'origine) doit être inférieure à SR.
dv s /dt = ω.VSMax.cos(0) = ω.VSMax < SR donc f < SR/(2π.VSMax)Ordre de grandeur : 0,5 V/
μs pour un 741 13 V/μs pour un 081
Exemple : pour V
SMax = 10 V et SR = 0,5 V/μs f < 8 kHz
Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 7
Le slew rate se manifeste d'autant plus que :
• l'amplitude du signal de sortie est grande • la fréquence du signal est élevée c. Tension d'offset Lorsque l'on applique une tension d'entrée nulle Ve=0 à un AOP, on constate que la tension de sortie n'est pas nulle. Cette tension peut aller jusqu'à 5mV pour certains AOP. Certains AOP possèdent des bornes permettant de compenser cette tension d'offset. Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 8
Montages à Amplificateur opérationnel en
fonctionnement linéaireI. Principe et règle d'or
Tout se passe comme si les tensions sur les deux entrées de l'amplificateur opérationnelétaient égales
V+=V-.
ε=V+-V- = 0
Les courants d'entrée de l'amplificateur opérationnel sont négligeables En effet les impédances d'entrée sont infinies. Tous les montages en fonctionnement linéaire reposent sur l'utilisation d'une réaction de la tension de sortie sur l'entrée inverseuse (principe de réaction).II. L'amplificateur non inverseur
Vsε V-
V+ e- e+ S Aε i+ i- i R1 R2 Ve Vs i Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 9
En régime linéaire :ε=0
i+=i-=0 v+=v-=VeVs R2=1+Ve R1
En régime non linéaire
Le fonctionnement est linéaire tant que |Vs|Saturation
Saturation
Linéaire
Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 10
Impédance d'entrée :Ze=Ve/ie=∞
Impédance de sortie Zs=Vs/is=
III. L'amplificateur inverseur
En régime linéaire :ε=0
i+=i-=0 v+=v-2ΐ൩ ൣ6²
2ΑVs R2=-Ve R1
En régime non linéaire
Ve+ε=R1.ib=-R1.(Vs+ε)/R2
Vs=-(1+R2/R1)
ε-(R2/R1)Ve
Vs Ve Vsat -VsatPente 1+R2/R1
Fonctionnement
linéaireSaturation
i+ i- i R1 R2 Ve Vs i Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 11
Le fonctionnement est linéaire tant que |Vs|Saturation
-U -Vsat +Vsat -ε1 +ε1 +U (Alim) VsSaturation
Saturation
Linéaire
Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 12
Vs Z2=-Ve Z1
IV. Le suiveur
Vs=1Ve
Adaptation d'impédance
Application de l'AO en adaptateur d'impédance
Lorsque l'on charge un montage par un autre, l'interaction des impédances des montages amont et aval altère la tension E prélevée. Dans ce cas, Vc devient différent de Ve. i Z1 Z2 Ve Vs i Ve Vs Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 13
6¢ ൩:¢
Pour éviter cet inconvénient, il faut transmettre la tension avec un courant extrait nul. C'est ce
que réalise le montage suiveur. Vc=VeVe=E car i+=0
Donc Vc=E
ZcMontage amont
Zs E VcMontage aval
ZcMontage amont
Zs E VcMontage aval
Ve Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 14
V. L'additionneur inverseur
2ΐȁ6ΐ ൢ ۋ
2 2VI. Le soustracteur
+3 2 3 -RV = Ve2R +R Ve1-V V -Vs Ve1 Vs 1 1= => + =V ( + )R1 R R1 R R1 R V2 V1 i R1 RVs ...
R2 Vn Rn Ve2 Ve1 i R1 RVs ...
R2 R3 Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 15
+ -R.Ve1+R1.Vs=(R+R1)VR.Ve1+R1.VsV =R+R1
Comme V =V
R.Ve1 R1.Vs R3
+ = Ve2R+R1 R+R1 R2+R3R1.Vs R3 R
= Ve2- Ve1R+R1 R2+R3 R+R1 R3 RVsR2 R1
= Ve2- Ve1R R3 R+1 1+ +1R1 R2 R1 Si 2Β2Α൩2
2ΐ alorsRVs= (Ve2-Ve1)R1
Gain en mode différentiel: A
VMD Vs= AVMD.(V2-V1)
En réalité, à cause des imperfections de l'amplificateur opératinnel, il existe un gain en mode
commun: A VMC Vs= AVMD.(V2-V1) + AVMC.(V2+V1)
Le gain en mode commun doit être le plus petit possible.Taux de rejection en mode commun:
En dB:
τMC=20.Log(AVMD) - 20.Log(AVMC)
Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 16
VII. Dérivateur
2ȁ6²³ቘ
Inconvénient:
Ce montage est sensible aux tensions parasites (bruits). Les fortes variations introduites par les perturbations sont amplifiées et la sortie sera couverte d'oscillations.Solution:
Diminuer le gain de ce montage aux hautes fréquences (fréquences auxquelles apparaissent les perturbations -> on ajoute une résistance R' Ce montage fonctionne en dérivateur aux basses fréquences Ve I R Vs I C Ve I R Vs I C R' Amplificateur opérationnel en régime linéaireIvan FRANCOIS 17
VIII. Intégrateur
6² ൩ ൣΐ
Ce montage est délicat à utiliser et devra faire l'objet de précautions : en effet, la moindre
tension continue présente à l'entrée (y compris et surtout une tension parasite) sera intégrée et
générera une rampe en sortie. Il faudra donc prévoir des dispositifs annexes, soit un système
de stabilisation, soit un système de remise à zéro de la sortieCe montage fonctionne en intégrateur aux fréquences élevées (quand le condensateur est
actif) et en amplificateur aux basses fréquences (Gain = -R'/R) Ve I R Vs I C R R' Ve Vs C Amplificateur opérationnel en régime linéaire