Examen d'électronique linéaire - Lycée

Noms et prénoms de l’élève :
F
M
Classe :Tle
F2
Trimestre : 2
Evaluation fin du
trimestre
Date :
Discipline :
Electronique linéaire
Durée :04h20
Compétence évaluée :
Travail de l’élève
Appréciations
Note/20 :
Cote :
CTBA
CBA
CA
CMA
CNA
Sceau de L’établissement
Visa, nom et commentaires de
l’enseignant :
Visa et nom du parent ou
tuteur :
Exercice 1 : soit le montage suivant
L’amplificateur opérationnel est supposé parfait et fonctionne en saturation de tension
de sortie ±Vsat= ±12V.
On considère le montage de la figure 1.1 où l’entrée Vref(t) est un signal en dent de scie
de fréquence f =25KHz et d’amplitude maximale 10V l’entrée Ve(t) est un signal
sinusoïdal comme l’indique le graphe de la figure 1.2. Ce principe est utilisé dans les
systèmes nécessitant des impulsions de commande de largeur variable (MLI :
Modulation de Largeur d’Impulsions).
1. Déterminer les valeurs de Vs dans les deux cas suivants :
1.1. Ve(t) > Vref(t)
Ve
Vréf
t
Vs
Vref
Ve
+
-
Figure 1.1
Figure 1.2

1.2. Ve(t) < Vref(t).
2. Représenter l’allure de Vs(t) selon les variations de Ve(t) et de Vref(t).
3. Interpréter l’allure de Vs(t).
Exercice 2
Afin d’éviter les inconvénients du comparateur simple on utilise le comparateur à
hystérésis ou ‘Trigger’. Pour cela on se propose d’étudier le circuit de la figure 12.3 Vref
est supposée continue et de valeur fixe. L’amplificateur opérationnel est supposé parfait
et fonctionne en saturation.
On désire que ce comparateur fonctionne selon la caractéristique de transfert suivante :
4. A partir de cette caractéristique, donner les valeurs des seuils de
basculement. On note le seuil de basculement du Haut vers le Bas (VHB ) et celui
du Bas vers le Haut (VBH).
5. En utilisant le théorème de Millman, déterminer les expressions des
entrées non inverseuse V+ et inverseuse V- en fonction des résistances, Ve, Vs et
Vref.
6. Donner les expressions de VHB et VBH.
7. En déduire le rapport R2/R1 puis calculer la valeur de Vréf.
8. Sachant que R2 = 6KΩ. En déduire la valeur que doit prendre R1.
Vs
R
1
R
0
R
0
Vref
Ve
+
-
Vs
12
V
-12
V
1
5 Ve

9. Sachant que Ve(t)=8sin(ωt) [V], tracer la réponse l’allure de Vs(t).
Exercice 3 :
On considère le circuit (1) ci-dessous en régime sinusoïdal forcé. On suppose l’amplificateur idéal et
fonctionnant en régime linéaire.
1. Etablir l’expression de la fonction de transfert H (jω) en fonction de R0, C et ω.
2. Calculer l’admittance d’entrée Ye du montage. Montrer que c’est celle de deux éléments passifs
en parallèle dont on précisera la nature.
3. On considère le circuit (2) ci-dessous, on suppose l’amplificateur idéal et fonctionnant en régime
linéaire. a) Exprimer l’admittance d’entrée Ye’ du circuit (2).
b) On monte en parallèle le circuit (2) entre les bornes A et M du circuit (1) (A en A’), calculer
l’admittance d’entrée Ye’’ de l’ensemble. A quelle condition obtient-on l’équivalence d’une inductance
pure ?
Exercice 4 : optoélectronique
Soit le montage suivant :
R= 5,6 kΩ et RP est une résistance de protection.
L’amplificateur opérationnel fonctionne en régime saturé VS = +14 V ou VS = –14 V.
V
12
–
∞
+
R
5
V
V
S
R
P
15
V
D

La photorésistance a les caractéristiques suivantes :
- Résistance inférieure à 500 Ω lorsqu’elle est éclairée.
- Résistance supérieure à 7 kΩ lorsqu’elle est dans l’obscurité. On suppose la diode idéale.
1) Lorsque la photorésistance est dans l’obscurité : 2) Lorsque la photorésistance est éclairée :
a) Expliquer le fonctionnement du montage ; a) expliquer le fonctionnement du montage ;
b) Déterminer VS ; b) déterminer VS ;
c) Déduire l’état de la diode. c) déduire l’état de la diode.
Exercice 5 : optoélectronique
Afin de mesurer la fréquence de rotation d’un moteur, on dispose sur son rotor un disque plein dans
lequel on a pratiqué une ouverture. De part et d’autre de ce disque, sur un support fixe, on place une diode
électroluminescente, un phototransistor et l’alimentation de ce dispositif comme l’indique la figure ci-
dessous.
L’ouverture pratiquée dans le disque permet au rayon lumineux, émis par la
diode électroluminescente d’atteindre la base du phototransistor.
Le phototransistor, supposé parfait, fonctionne en régime de commutation :
Lorsqu’il est passant VS = 0 et Lorsqu’il est bloqué VS = 12 V.
1) Analyser qualitativement le fonctionnement du capteur « de vitesse » ainsi réalisé.
2) A l’aide d’un oscilloscope on a relevé le graphe représentant la tension VS en fonction du temps.
Déterminer dans ce cas la fréquence de rotation du moteur.
R
1
R
2
+
12 V
V
S
moteur
12
0 40 80
t
(ms)