ME2 CONTROLE de CONNAISSANCES d'ELECTRONIQUE ANALOGIQUE Date : 11/12/2002 Durée : 2H30 Document personnel autorisé : une feuille A4 manuscrite recto verso. Tous les exercices sont indépendants EXERCICE 1 R Le montage à l'intérieur du bloc A est réalisé avec un amplificateur opérationnel parfait. A + C 0 Un générateur (non représenté) délivre une tension "ve" à l'entrée du bloc A. S - R R ve vs 0 1) 2) 3) La tension en sortie du bloc A est notée "vs". Le montage fonctionne en mode linéaire 0 Calculer l'amplification en tension du montage (vs/ve). En déduire le module de cette amplification ainsi que le déphasage de vs par rapport à ve en fonction de la pulsation , de R et de C. On associe en cascade 3 blocs A identiques, la sortie du 3ème étant bouclée sur l'entrée du 1er (schéma ci-dessous) A A A v1 0 v2 0 v3 0 a) pour quelle fréquence f0 cet ensemble peut-il osciller ? On rappelle que la condition d'oscillation est obtenue pour HG=1. b) à la fréquence f0 quelles relations a-t-on entre les tensions v1, v2 et v3 ? EXERCICE 2 Le montage comportant 2 transistors T1, T2, et les 2 résistances R1, R2 est identique à un seul transistor T équivalent. T1 T2 R1 R2 = T Les transistors T1 et T2 ont pour paramètres respectifs 1, h11(1) et 2 , h11(2). Les relations applicables à chaque transistor sont : Ic = .Ib , vbe = h11.ib , Ie = Ic+Ib avec h11=29.10-3.Ic, Ic étant le courant collecteur de polarisation. Page 1 sur 3 On donne R1 = 1k, R2 = 10, 1 = 200, 2 = 50 1) La tension base émetteur de polarisation des transistors T1 et T2 est égale à 0,7v. Le courant collecteur de polarisation de T2 est égal à 10mA. Calculer Ic1, courant de polarisation collecteur de T1. (il est possible de négliger Ib par rapport à Ic du même transistor) 2) Calculer les paramètres h11 des transistors T1 et T2 3) Déterminer les paramètres et h11 du transistor équivalent T. Faire l'application numérique. EXERCICE 3 Dans ce montage amplificateur différentiel, les transistors T1 et T2 sont identiques. On a ic=.ib et h11=29.10-3./Ic avec =100 +Vcc Rc Rc vs1 La résistance interne de la source de courant Ie est infinie, celle de la source de tension v1 est nulle. vs2 T1 On donne Rc=10k, Vcc=12v. T2 v1 1) Faire le schéma équivalent en petits signaux 2) Calculer la tension de sortie différentielle vs avec vs = vs2-vs1 (différence de potentiel entre les 2 collecteurs). Exprimer vs en fonction de v1, Rc et Ie . 3) Faire l'application numérique pour Ie=1mA. 0 Ie 0 -Vcc 4) Dans le cas où Ie = I0 + I.cos(t) avec I0>I et v1 = V.cos(t), quelle fonction ce montage réalise-t-il ? 5) Proposer un montage pour réaliser la source de courant Ie. EXERCICE 4 La diode D est supposée parfaites. D K - V1 L C + vs R L'interrupteur électronique K est périodiquement fermé pendant un temps puis ouverts pendant un temps T- La variation de tension aux bornes de la capacité C est négligeable On supposera que le courant ILdans la self L ne s'annule jamais. On notera I1 sa valeur minimum et I2 sa valeur maximum. 1) Calculer IL lorsque K est fermé. Page 2 sur 3 2) Calculer IL lorsque K est ouvert. 3) Calculer Vs en fonction de V1, et T. En déduire les valeurs de pour faire varier vs entre 0 et 2.V1 4) Dans la suite de l'exercice, I1 est très petit et on peut le considérer comme nul. Quelle est la puissance Pe fournie par la source V1 ? Quelle est la puissance dissipée par la résistance R ? 5) Le rendement du montage étant égal à 1, quelle est la valeur minimale de la self L si on fait varier vs entre 0 et 2.V1. Application numérique avec R=100 et T=100µs. EXERCICE 5 + S ve - R2 0 vs R1 0 L'amplificateur opérationnel est réel. Son amplification différentielle en tension est définie par: G0 Avec G0 = 2.104 G= f f0 = 150 Hz 1+j f0 Sa résistance de sortie rs est égale à 300 La résistance entre les entrées + et - est égale à 1M Le slew rate SL = 40v/µs 0 On donne R1 = 1k et R2 = 24k On rappelle que dans un système bouclé comme ci-dessus, vs/ve = G/(1+HG) 1) 2) 3) 4) 5) Déterminer la chaîne de réaction H Calculer l'amplification en tension du montage Quelle est la fréquence de coupure haute fch à -3dB. Pour f=fch, Quelle est l'amplitude maximale de la tension de sortie vs ? Quelles sont les résistances d'entrée et de sortie du montage pour f<< f0 ? Page 3 sur 3