Partie 1: Amplification des Signaux à Faible Niveau Amplifier un

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Par Pr. Mokhtar Attari
Faculté d’Electronique et Informatique, USTHB
[email protected]
Cours ELF-2, Année 2009/2010
Partie 1:
Partie 1: Amplification des Amplification des
Signaux
Signaux à àFaible Niveau Faible Niveau
Amplifier un signal de capteur
Amplifier un signal de capteur
L’amplification des signaux et plus particulièrement ceux de
capteurs n’est en réalité qu’un traitement de signaux
analogiques spécifique (Analog Signal Processing).
Les signaux de capteurs sont de faible niveau et altérés de
diverses manières.
Haute impédance interne.
Faible courant de polarisation.
Altération par des bruits internes et externes.
Faciliter le filtrage analogique pour échantillonner le signal.
Faciliter la Correction des nonlinéarités de caractéristiques.
Faciliter le calibrage automatique du système.
Acquisition Type A
Acquisition Type A

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Acquisition Type B
Acquisition Type B
Historique de l
Historique de l’ ’amplification amplification
L’amplificateur différentiel des années 50 était réalisé avec des
tubes à vide assurant ainsi la fonction d’amplificateur
opérationnel.
Modèle K2-W Op-Amp
Amplificateurs Différentiel à tubes
Depuis son invention, le tube a bien évolué et aujourd'hui il
intègre beaucoup de systèmes électroniques et même les plus
récents.
Amplificateur stéréo à tubes
Amplificateur Opérationnel à tubes

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Les tubes trouvent encore leurs places dans les
lecteurs les plus sophistiqués à cause de leurs parfaite
linéarité vis-à-vis des distorsions d’harmoniques.
Amplificateur à tubes pour IPod
Carte Mère A-Open équipée d’un
tube pour la qualité du son
TubeSound Technology
Tubes
Tube
L
L’ ’amplificateur op amplificateur opé érationnel rationnel
L’amplificateur opérationnel (Amp-Op) est un circuit
intégré monolithique assurant la fonction d’amplificateur
différentiel avec un gain très élevé. En pratique, cet amp-op
est souvent monté en contre réaction. Ses performances
sont les suivantes:
Gain en tension très élevé.
Impédance d’entrée très élevée
Impédance de sortie très faible.
Courant d’entrés très faibles.
Tension d’offset très faible.
Structure simple d
Structure simple d’ ’un amplificateur op un amplificateur opé érationnel rationnel
L’amplificateur opérationnel
est basé principalement
autour d’une paire de
transistors montées en
différentiel.
Q3 et Q4 sont les deux
transistors d’entrées:
input (+) et input (-) qui
doivent être identiques

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Mod
Modè èle id le idé éal d al d’ ’un un amp amp- -op op
Le modèle idéal d’un amp-op suppose un gain infini, une
impédance infini, des courants de polarisation nuls, une
impédance de sortie nulle, etc.
()
sdpn
dd
VAVV
AV
=−
=×
Mod
Modè èle R le Ré éel d el d’ ’Amp Amp- -Op Op
Caract
Caracté éristiques des ristiques des ampli ampli- -ops ops
dpn
VVV=−
d
V
eldifférenti mode en Tension⇒
C’est la moyenne des deux tensions présentes aux deux
entrées de l’amp-op.
mc
V
commun mode en Tension⇒
2
p
n
mc
VV
V+ =
C’est la différence des deux tensions présentes aux deux
entrées de l’amp-op.

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Δ
=Δ
s
d
d
V
AV
C’est le gain de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte.
d
Aeldifférenti Gain ⇒
()
sddos
VAVV=−
C’est la tension à l’entrée de l’amp-op qui permet d’annuler la
tension en sortie.
os
offset
V
d' Tension⇒
2
−+ +
=bb
b
II
I
b
I mo
y
en onpolarisati deCourant ⇒
C’est la différence entre les deux courants de polarisation aux
entrées de l’amp-op.
os
Ioffset d'Courant ⇒
os b b
III
+
−
=−
C’est le courant moyen des deux courants de polarisation aux
entrées de l’amp-op.
mc
d
A
A
CMRR =
(CMRR) communmode de réjection de Taux ⇒
C’est le rapport entre le gain en mode différentiel et celui de
mode commun.
n transitiode Fréquence ⇒C’est la fréquence correspondante à un gain unité. Elle est
aussi appelée produit gain bande passante (gain bandwdth
product).
cdT fAf
×
=