ME2 - Nicolas S.

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.
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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.
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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 ?
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