L`amplificateur Opérationnel
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L’amplificateur Opérationnel Cours 1. Symboles ...................................................................................................................2 2. Caractéristiques...................................................................................................2 2.1. 2.2. Schémas équivalents.................................................................................................2 Caractéristique de transfert........................................................................................3 3. Montages de base ..............................................................................................4 3.1. 3.2. Montage en amplificateur non inverseur....................................................................4 Montage en amplificateur inverseur...........................................................................4 3.3. Montage en amplificateur suiveur ..............................................................................5 3.4. Montage en comparateur...........................................................................................5 3.4.1. Comparateur à un seuil...................................................................................5 3.4.2. Comparateur à hystérésis ...............................................................................6 L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com Cours Ludovic Lambin Page 1 sur 7 [email protected] 1. Symboles _ _ >∞ + + + Norme UTE Ancienne Norme L’amplificateur opérationnel (noté ADI ou AOP) comprend 1 sortie et 2 entrées : Une entrée non inverseuse noté + Une entrée inverseuse noté – 2. Caractéristiques 2.1. Schémas équivalents ADI « simplifié » : + V+ ε Zs Ze Ad _ ε Vs V- ADI idéal : + + V ε Ad _ ε Vs V- L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com Cours Ludovic Lambin Page 2 sur 7 [email protected] Caractéristiques ADI idéal Réel Impédance d’entrée différentielle (Ze) (impédance entre les deux entrées) ∞ 1MΩ à plus de 20 MΩ Impédance de sortie (Zs) 0Ω Quelques dizaine d’ohm Amplification en boucle ouverte ou amplification différentielle ∞ De 20.104 à 20.106 Tension de décalage ou tension d’offset (Vd). C’est une tension continue qui serait nécessaire d’appliquer entre les deux entrées pour avoir Vs = 0V 0V De 25 µV à 15 mV Courants de polarisation ou courant d’entrée noté Ip Ip = (i+ + i-) / 2 0 mA 20 pA à 500 pA Courant de décalage (Id) : Id = I i+ - i- I 0 mA 10 pA à 200 mA ∞ V/µS 0,5 V/µS à 100 V/µS Pente maximale du signal de sortie (slow rote) 2.2. Caractéristique de transfert Avec une tension de décalage ou offset de 0 V : + Vcc = +Vsat + ε >∞ _ V+ V- Vs - Vcc = -Vsat -Vsat ≤ Vs ≤ +Vsat Si l’ADI est parfait alors ± Vsat = ± Vcc Vs (V) Régime saturé +Vsat Régime linéaire Régime saturé ε (V) -Vsat L’amplificateur n’est jamais utilisé seul pour amplifier une tension, il est associé à d’autres composants, dont le rôle est de diminuer cette amplification. L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com Cours Ludovic Lambin Page 3 sur 7 [email protected] Avec une tension de décalage Vd ≠ 0 V : Vs (V) +Vsat ε (V) -Vsat Vd 3. Montages de base 3.1. Montage en amplificateur non inverseur En appliquant le diviseur de tension, nous obtenons : + _ Vs = Ve (1 + R2 ) R1 R2 Ve Vs V2 R1 Pour avoir un fonctionnement en régime linéaire, la contre réaction se fait sur l’entrée inverseuse. V1 3.2. Montage en amplificateur inverseur R2 R1 En appliquant le diviseur de tension, nous obtenons : _ Vs = - Ve R2 R1 Ve L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com + Vs Cours Ludovic Lambin Page 4 sur 7 [email protected] 3.3. Montage en amplificateur suiveur Ce montage en amplification suiveur peut aussi s’appeler amplificateur en courant ou adaptateur d’impédance (à gain unitaire) car Ve = Vs. + _ Ve Vs 3.4. Montage en comparateur 3.4.1. Comparateur à un seuil Un comparateur est un opérateur dont la tension de sortie Us prend deux valeurs stables et distinctes selon le signe de la différence entre la tension d’entrée Ue et une tension de référence Uréf. 3.4.1.1. Comparateur non inverseur + Basculement : Si U+ > U- alors Si U+ < U- alors _ Ue Us = + Vsat Us = - Vsat Us Uréf Caractéristique de transfert Us = f(Ue) : +Vsat +Vsat 0 0 -Vsat Uréf = 0V L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com +Vsat Uréf -Vsat Uréf > 0V Cours Ludovic Lambin Uréf 0 -Vsat Uréf < 0V Page 5 sur 7 [email protected] 3.4.1.2. Comparateur inverseur _ Basculement : Si Ue > Uréf Si Ue < Uréf + Ue alors alors Us = - Vsat Us = + Vsat Us Uréf Caractéristique de transfert Us = f(Ue) : +Vsat +Vsat 0 +Vsat 0 -Vsat Uréf Uréf -Vsat Uréf = 0V 0 -Vsat Uréf > 0V Uréf < 0V 3.4.2. Comparateur à hystérésis Ce comparateur se nomme aussi comparateur à deux seuils, trigger de Schmitt, bascules de Schmitt. 3.4.2.1. Comparateur non inverseur à Hystérésis R2 R1 Basculement : Si E > 0 alors Si E < 0 alors _ + E _ Ue Us = + Vsat Us = - Vsat Us Uréf En appliquant le diviseur de tension, nous obtenons : Ue = Uréf x R1+R2 - Us x R1 R2 R2 Il suffit alors de remplacer Us par les valeurs de Us qui sont respectivement +Vsat et –Vsat. En remplaçant Us par Vsat, nous obtenons les deux valeurs de basculement du comparateur. L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com Cours Ludovic Lambin Page 6 sur 7 [email protected] Caractéristique de transfert Us = f(Ue) : +Vsat Tension d’entrée croissante Tension d’entrée décroissante 0 Ve1 Ve2 -Vsat 3.4.2.2. Comparateur inverseur à Hystérésis Il en va de même pour ce comparateur sauf que la caractéristique de transfert est inversé comme pour l’amplificateur inverseur L’amplificateur Opérationnel http://www.lelectronique.com Cours Ludovic Lambin Page 7 sur 7 [email protected]
