BE électronique – Balance électronique

BE électronique – Balance électronique- Exercices
Exercice 1:
On souhaite construire un amplificateur de tension . Le cahier des charges est le suivant :
–
–
–
–
gain de 46 dB de 0Hz à 100kHz (-3dB à 100kHz)
la tension continue maximale tolérée en sortie sera de 60mV (entrée en court-circuit)
dynamique maximale en sortie : +/-10V
la charge imposée en sortie est de 1kOhm
1. Proposer un montage : montage inverseur classique (phase non précisée dans le cahier des
charges), avec en résistance de contre-réaction (R2) : 200 k, l'autre résistance (R1) vaut 1k.
2. Afin de pouvoir choisir un AOP capable de conférer au montage les qualités requises,
déterminer:
- le Slew rate minimum
10*2*π*100e3 = 6.28 V/us
- la fréquence de transition minimale
Ft=200*fc = 20 MHz
- la tension d'offset de l'AOP maximale
Voff = 60mV/200 = 300uV
- le courant minimal qu'il doit pouvoir fournir
L'AOP doit tenir 10V sous 1kOhm, cad, 10 mA
- les tensions d'alimentation nécessaires
+/-10V. En fait, an fonction des tensions de déchet, on optera probablement pour +/-12V à +/15V/
3. Rechercher une référence qui peut convenir (au besoin, utiliser intenet, chercher chez des
fournisseurs classiques). Dans le cas d'une recherche infructueuse ( trop de paramètres exigées ou
encore prix prohibitif : prix>10 Euros) proposer une référence moins adaptée mais avec une
modification éventuelle du circuit.
Il sera sans doute difficile d'obtenir un AOP avec une Ft de 20MHz et un offset aussi faible.
Dans le cas ou le signal est compris entre une fréquence fmin et fmax, on opte pour un AOP rapide
(20 Mhz assuré), et on rajoute un passe-haut en sortie dont la fréquence de coupure sera choisie
inférieure à fmin.
Attention: le nouvel offset en sortie dépassera forcément les 60mV, mais ne devra pas être trop fort
pour ne pas engendrer de saturation de l'AOP.
Or, dans notre cas, on vaut passer le continu (0Hz). On a deux possibilités :
– On va chercher un AOP qui garantit l'offset, mais on va décomposer le montage en 2, afin de
diminuer le gain et donc de satisfaire les exigences de fréquence de transition. On peut par
exenple fixer un gain de 23 dB par étage ( amplification de 14). La fréquence de transition passe
donc à 14*100k = 1,4MHz.
– On utilise un AOP rapide pourvu d'entrée de compensation d'offset. On réalise le montage
potentiométrique qui convient.
Exercice_corr.sxw
Exercice 2:
On utilise un AOP en montage comparateur. L'entrée – est reliée au 0V, le signal est appliqué sur
l'entrée non inverseuse. Le montage est alimenté en +/-12V.
Le signal appliqué est périodique, en créneau de -1V à +1V.
1. Donner le signal de sortie en supposant l'AOP parfait.
+1V
Ve
t
-1V
+12V
Vs
t
-12V
2. Même question, avec l'AOP défini dans l'exercice précédent.
+1V
Ve
t
-1V
+10V
Vs
3.18us
t
-10V
On suppose dans l'exemple que les tensions de saturations sont +/-10V (déchet de 2 V de l'étage de
sortie de l'AOP.
Les pentes sont dues au slew rate (6.3 V/us).
Exercice_corr.sxw