Instrumentation et mesure 2EM ESPRIT Résumé de cours : Amplificateur Opérationnel 1. Présentation Un amplificateur opérationnel (ou amplificateur linéaire intégré : ALI) est un composant en technologie intégrée qui comporte : 2 broches d’alimentations +𝑉𝑐𝑐 et−𝑉𝑐𝑐. 2 entrées dites différentielles : 𝐸+ entrée non inverseuse et 𝐸− entrée inverseuse. Une sortie S. On appelle tension différentielle (qu’on note ε), la différence de potentiel entre l’entrée 𝑉+ et 𝑉− : ε = +- − Figure1 : symbole de l’AOP [1] La tension de sortie a pour expression :Vs = A.ε (A : représente l’amplification différentielle). L'Aop a deux modes de fonctionnement : Mode (ou régime) linéaire : On a forcément une contre-réaction négative (liaison par composant ou un simple fil entre la sortie S et l'entrée 𝐸−de l'Aop), dans ce cas la tension ε sera négligée. Mode (ou régime) non linéaire : Il n’y a pas de contre réaction négative, dans ce cas l'Aop fonctionne en saturation. La sortie ne peut prendre que deux valeurs : +𝑉𝑠𝑎𝑡 ou−𝑉𝑠𝑎𝑡 , la tension ε ne peut pas être négligée 2. Amplificateur opérationnel parfait (ou idéal) Ce modèle permet de prévoir le comportement de l'amplificateur : Le modèle de l'AOP idéal comporte: Une résistance d'entrée différentielle infinie, ce qui implique ==> i+ = i- = 0. Une amplification différentielle (en boucle ouverte) A infinie. Manel SEBAI 1 Instrumentation et mesure 2EM ESPRIT On supposera qu'en régime linéaire : ε = 0 v+ = v- Figure2 : caractéristique de transfert idéale d’un AOP [2] 3. Montages de base de l’AOP 3.1. Amplificateur opérationnel en régime linéaire Dans les montages à AOP, la présence d’une réaction négative (bouclage sur l’entrée inverseuse) provoque un fonctionnement en régime linéaire : la sortie évolue pour annuler ℰ. On peut poser ε = 0 + = − a) Amplificateur suiveur de tension 𝑉𝑠=𝑉𝑒 L'intérêt de ce montage réside dans sa résistance d'entrée infinie et sa résistance de sortie nulle, on l'utilise souvent pour adapter deux étages. b) Amplificateur de tension non inverseur R 𝑉𝑠 = (1+ 2). 𝑉𝑒 R1 Manel SEBAI 2 Instrumentation et mesure 2EM ESPRIT c) Amplificateur de tension inverseur R2 Vs = - . Ve R1 d) Amplificateur soustracteur ε=0 V+ = R1 V− = + R1+R2 = − * V2 Vs V 1 + R4 R3 1 1 + (théorème de Millman) R4 R3 Si R1 =R2=R3=R4 Vs = (V2-V1) e) Amplificateur sommateur inverseur Vs = - R ( V1 R1 + V2 R2 ) Si R=R1=R2 Vs = - (V1+V2) [3] Manel SEBAI 3 Instrumentation et mesure 2EM ESPRIT 3.2. Amplificateur opérationnel en régime non linéaire Comparateur de tension L’AOP sera câblé en boucle ouverte. La moindre tension ℰ portera la sortie en saturation. Si Ve > Vref Vs = +Vsat Si Ve < Vref Vs = -Vsat Bibliographie / Netographie [1] : http://ressources.univ-lemans.fr/AccesLibre/UM/Pedago/physique/02/cours_elec/aop.pdf Citation [15 09 2015] [2] : http://robert.cireddu.free.fr/SI/Cours%20sur%20les%20AOP.pdf, Citation [24 10 2015] [3]: Principes d’électronique, Albert Paul Malvino, David J. Bates, McGraw-Hill Companies, DUNOD 2008 Manel SEBAI 4
