Phase d’acquisition (Classe 1ère D, Année 2014-2015) – OG4 - Chap. 9: L’amplificateur opérationnel en régime linéaire Activités/ questions professeur Activités/ réponses apprenants(es) Page 1 sur 4 TRACE ECRITE OBS Chapitre 9 L’AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL EN REGIME LINEAIRE I. Introduction La quasi-totalité des opérateurs analogiques mathématiques peuvent être réalisés à partir des amplificateurs opérationnels. C’est d’ailleurs ce qui a valu à ces circuits intégrés d’être qualifiés d’opérationnels 1) Composant électronique L'amplificateur opérationnel (ou amplificateur linéaire intégré: ALI ) est un composant en technologie intégrée qui est prêt à être opérationnel, ce composant comporte: 2 broches d'alimentations +Vcc et -Vcc, 2 entrées dites différentielles: E + entrée non inverseuse et E- entrée inverseuse, Une sortie S . Le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel impose une alimentation symétrique (deux sources de tension + Vcc et - Vcc, qu'on ne représente pas sur les schémas). E 2) Schématisation Première D - Physique – Chap. 9: Amplificateur opérationnel en régime linéaire s E Page 1 sur 4 Phase d’acquisition (Classe 1ère D, Année 2014-2015) – OG4 - Chap. 9: L’amplificateur opérationnel en régime linéaire 3) Caractéristiques électriques a. Intensités des courants d’entrée Les intensités des courants sont négligeables si bien qu’on les considère nulles. Page 2 sur 4 iVV+ Ud i+ Vs b. Tension différentielle La tension Ud = V+ - V- est appelée tension différentielle. 4) Les régimes de fonctionnement On appelle tension différentielle (qu'on note ε), la ddp entre l'entrée non inverseuse et l’entrée inverseuse Ud = v+- vLa tension de sortie a pour expression : Vs = A. ε ( A: représente l'amplification différentielle) . V +Vsat s -e lma elma x x e -Vsat Zone linéaire L'Aop a deux modes de fonctionnement : Mode ( ou régime)linéaire : dans ce cas la tension ε sera négligée . Mode( ou régime)non linéaire : dans ce cas l'Aop fonctionne en saturation. la Première D - Physique – Chap. 9: Amplificateur opérationnel en régime linéaire Page 2 sur 4 Phase d’acquisition (Classe 1ère D, Année 2014-2015) – OG4 - Chap. 9: L’amplificateur opérationnel en régime linéaire Page 3 sur 4 sortie ne peut prendre que deux valeurs : +Vsat ou -Vsat, la tension ε ne peut être négligée. II. Montage suiveur 1. Schéma vs ve 2. Réalisation 3. Mesures Ue (V) Us (V) 4. Tracé de Us=f(Ue) 5. Visualisation 6. Relation Us = f(Ue) par le calcul III. Amplificateur inverseur 1. Schéma 2. Réalisation 3. Mesures R2 R1 ve v s Ue (V) Us (V) 4. Tracé de Us=f(Ue) 5. Visualisation 6. Relation Us = f(Ue) par le calcul Ve = R1*I (car e=0), Vs = -R2*I (car i- = 0) donc Vs= - (R2/R1)*Ve le signe "-" traduit que Vs et Ve sont de signes opposés. Première D - Physique – Chap. 9: Amplificateur opérationnel en régime linéaire Page 3 sur 4 Phase d’acquisition (Classe 1ère D, Année 2014-2015) – OG4 - Chap. 9: L’amplificateur opérationnel en régime linéaire IV. Amplificateur non inverseur 1. Schéma Page 4 sur 4 Ve VS R1 R2 2. Réalisation 3. Mesures Ue (V) Us (V) 4. Tracé de Us=f(Ue) 5. Visualisation 6. Relation Us = f(Ue) par le calcul = 0. Alors e+ = eOr e+ = Ve et e- = R1*Vs / (R1+R2) donc Vs= (R1+R2)*Ve / R1 = [1+(R2/R1)]*Ve V. Amplificateur sommateur inverseur 1. Schéma 2. Relation Us (Ue) Le montage est similaire à celui de l’amplificateur inverseur, il se résout par les courants ou en appliquant le théorème de superposition ou celui de Millmann. Vs = - R*I = - R * (I1 +I2) Vs = -R * (Ve1/R1 + Ve2/R2) Vs = - (Ve1 + Ve2), si R1 = R2 = R Première D - Physique – Chap. 9: Amplificateur opérationnel en régime linéaire i1 i R R1 ve i R2 1 2 ve2 v s Page 4 sur 4