Systèmes Electriques et électronique I Série d`exercices 4

Systèmes Electriques et électronique I
Série d’exercices 4
Remarque
Dans tous les exercices suivants, à l’exception de l’exercice 4, on suppose que les amplis ops utilisés sont
parfaits.
Exercice 1 :
a) Déterminer le gain des circuits suivants :
-a-
-b-
b) Proposer un circuit électrique à amplificateur non inverseur de gain égal à 30 dB.
c) Proposer un autre circuit électrique à amplificateur inverseur de gain égal à -30 dB.
Exercice 2 :
Soit le circuit électrique de la figure ci-dessous :
a) Exprimer Vout en fonction de V2, V1.
b) Calculer Vout pour V1 = 1V et V2 = 0,5V
On donne :
R1 = R3 = R4 = 10 kΩ
R2 = 5 kΩ
Exercice 3 :
Proposer un circuit électronique à base d’ampli op possédant 4 entrées V1 à V4 et délivrant une sortie égale à
5(V1+V2+V3+V4).
Exercice 4 :
Estimer le gain, la résistance d’entrée et la résistance de sortie de ces circuits à basses fréquences, sachant
que chacun de ces montages a été réalisé en utilisant un amplificateur opérationnel qui possède un gain en
boucle ouverte de 106, une résistance d’entrée de 106Ω et une résistance de sortie de 100Ω, ainsi qu’une
largeur de bande égale à 1 kHz. Dans le cas (a), expliquer comment on peut réaliser à partir de cet AO un
ampli de gain 100 et une largeur de bande de 100 kHz.
-a-
-c-
-b-
-d-
Exercice 5 :
Une source de tension de 10V et de résistance interne 100Ω est reliée à une charge de résistance 100Ω.
a) Calculer la tension aux bornes de la résistance de charge
b) En utilisant l’ampli op de l’exercice 4, proposer un circuit de manière à ce que la tension aux bornes
de la charge soit égale à la tension de la source. Justifier votre réponse en utilisant le schéma
équivalent du circuit proposé.
Exercice 6 :
a) Exprimer la tension Vb) Exprimer la tension V+
c) Déterminer l’expression du courant I0
d) Quelle est la fonction remplie par cet amplificateur ?
Exercice 7 :
Soit l’amplificateur opérationnel de la figure ci-dessous fonctionnant en comparateur :
a) Exprimer la tension V- et V+
b) Discuter la valeur de la tension Vout en fonction de la tension ε.
Application numérique : On donne E0 = 14V, R0 =40kΩ, R = 16kΩ
c) Dessiner la caractéristique de l’ampli Vout = f(Vin), on donne à la saturation Vout_sat = ± 12V
d) Soit le signal Vin de la figure ci-dessous. Tracer le signal Vout qui en découle.
Exercice 8 :
La détection de force plantaire est utilisée en particulier pour analyser la marche humaine et pour déterminer
la distribution de pression du pied en orthopédie. Dans ce but, on utilise un capteur FSR (Force Sensing
Resistor) qui utilise la propriété électrique de la résistance pour convertir une force (ou une pression)
appliquée à la surface.
RF
F
F∝
1
RF
Le conditionnement le plus simple à utiliser est celui de la figure ci-dessous (simple diviseur de tension) :
Cependant la réponse n’est pas linéaire.
- Proposer un circuit pour linéariser la caractéristique tension-force du capteur FSR.