amplificateurs oscillateurs resume table des matieres

AMPLIFICATEURS OSCILLATEURS
RESUME
Ce manuel complet contient tout ce qu'il faut savoir sur la théorie en électronique analogique et
numérique pour réussir les examen et les concours du premier cycle de l'enseignement supérieur.
Chacun des quatre livres dont il est composé est entièrement autonome et contient les outils de
calcul et d'analyse de situation inscrits au programme. Très détaillés, les différents chapitres sont
systématiquement accompagnés d'exemples concrets et suivis d’exercices et de problèmes
corrigés.
Illustrées de schémas nombreux, clairs et précis, les définitions du cours sont Immédiatement
suivies d'un exemple qui en facilite l'assimilation.
Les exercices corrigés portent sur les notions distinctes exposées dans le cours ; ils sont suivis de
petits problème de synthèse permettant de traiter des situations complexes.
TABLE DES MATIERES
AMPLIFICATEURS .
CHAPITRE 1. DIPOLES EN REGIME SINUSOIDAL 1
1. Conventions d'écriture 1
2. Notations complexes en régime sinusoïdal 1
2. 1. Notation des signaux 1
2.2. Notation des impédances 2
2.3. Notation des admittances 2
3. Relations entre impédance et admittance - Facteur de qualité 3
3. 1. Expression de l'admittance en fonction de R et X 3
3.2. Expression de l'impédance en fonction de G et B 4
4. Dipôles élémentaires passifs 5
4.1. Résistance 5
4.2. Capacité 5
4.3. Inductance 6
4.4. Association de dipôles 7
4.4. 1. Association série 7
4.4.2. Association parallèle 8
5. Dipôles élémentaires actifs 10
5. 1. Source de tension 10
5.2. Source de courant 10
5.3. Extinction d'une source 11
5.4. Source liée 12
Exercices 14
CHAPITRE 2. THEOREMES SUR LES CIRCUITS ELECTRIQUES 16
1. Théorème de superposition 16
2. Théorème de Thévenin 18
3. Théorème de Norton 20
4. Théorèmes de Millmann 22
5. Théorème de Kenelly 25
Exercices 27
CHAPITRE 3. QUADRIPOLES 30
1. Paramètres d'un quadripôle 30
1. 1. Définition 30
1.2. Paramètres « impédances » ou paramètres « z » 30
1.3. Paramètres «admittances " ou paramètres «y » 32
1.4. Paramètres « chaîne»ou « transférance » 34
1.5. Paramètres hybrides ou « h » 35
2. Cas des quadripôles passifs: théorème de réciprocité 37
2.1. Théorème de réciprocité 37
2.2. Application du théorème aux matrices 38
3. Associations de quadripôles 40
3. 1. Mise en cascade: paramètres « chaîne » 40
3.2. Mise en série: paramètres « impédance » 41

3.2. Mise en série: paramètres « impédance » 41
3.3. Mise en parallèle: paramètres «admittance» 42
3.4. Association entrées en série, sorties en parallèle : paramètres hybrides 43
4. Utilisations du calcul matriciel 44
4. 1. Mise en équation d'un quadripôle 44
4.2. Application du calcul matriciel aux oscillateurs en système boucle 47
Exercice 51
CHAPITRE 4. PARAMETRES ET CARACTERISTIQUES D'UN AMPLIFICATEUR 53
1. Paramètres d'un amplificateur 53
1. 1. Définition 53
1.2. Paramètres hybrides - Modèle hybride d'un amplificateur 53
1.3. Exemple du transistor bipolaire en émetteur commun 54
2. Caractéristiques d'un amplificateur 57
2. 1. Gain d'un amplificateur 57
2.2. Gain en courant 59
2.3. Gain en puissance 59
2.4. Impédance d'entrée 60
2.5. Impédance de sortie 61
3. Modèle d'un amplificateur à partir de ses caractéristiques 62
Exercices 64
ANNEXE 1. UTILISATIONS PRINCIPALES DES TRANSISTORS 69
CHAPITRE 5. MONTAGES FONDAMENTAUX AVEC AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL 74
1. Constitution générale d'un amplificateur opérationnel 74
2. Caractéristiques d'un AOP réel 76
2.1. Tension de décalage à l'entrée 76
2.2. Résistance d'entrée 77
2.3. Résistance de sortie 77
2.4. Amplification en boucle ouverte 78
2.5. Conclusion 78
3. Montages fondamentaux avec amplificateur opérationnel 80
3. 1. Comparateur 80
3.2. Amplificateur inverseur à gain fini 80
3.3. Amplificateur non inverseur à gain fini 81
3.4. Sommateur 82
3.5. Sous tracteur 83
3.6. Intégrateur 84
3.7. Dérivateur 84
Exercices 85
CHAPITRE 6. DERIVATEURS ET INTEGRATEURS 90
1. Dérivateurs 90
1. 1. Montage de base 90
.2. Montage utilise 92
2. Intégrateurs 94
2. 1. Montage de base 94
2.2. Montage réel 95
2.3. Quelques utilisations d'intégrateurs 97
3. Exemples de simulations d'équations différentielles 98
3. 1. Equation du premier ordre à coefficients constants 98
3.2. Equation du deuxième ordre 98
4. Calcul des limitations 99
4.1. Dérivation 100
4.2. Intégration 102
Exercices 104
CHAPITRE 7. APPLICATIONS DES AMPLIFICATEURS DANS LES APPAREILS DE
MESURE 106
1. Rappels sur le pont de Wheatstone 106
2. Premier exemple de montage différentiel 106
2. 1. Montage et mise en équation 106
2.2. Equivalence du montage avec un sous tracteur 108
2.2. 1. Equation du soustracteur 108
2.2.2. Circuit équivalent au soustracteur 108
3. Deuxième exemple de montage différentiel 110
Exercices 112
CHAPITRE 8. SOURCES COMMANDEES 116
1. Définitions 116
2. Exemple de source commandée en tension, charge flottante 117
3. Exemple de source commandée en tension, charge à la masse 119
Exercices 120
CHAPITRE 9. CONTRE RÉACTION DANS LES AMPLIFICATEURS 124
1. Définition et organisation d'un montage à réaction 124
1.1. Définition 124
1.2. Structure d'un montage à réaction 124
1.3. Formule de Black 124
1.4. Différents types de réaction 126
2. Effets de la contre réaction sur les performances d'un amplificateur 126
2. 1. Effet de la contre réaction sur la distorsion d'amplification 126
2.2. Effet de la contre réaction sur la bande passante d'un amplificateur 127
2.3. Effet de la contre réaction sur le bruit 130
2.4. Effet de la contre réaction sur les impédances d'entrée et de sortie de
l'amplificateur 133
3. Classification des montages à contre réaction 133
4. Exemples de montages avec contre réaction 136

4. Exemples de montages avec contre réaction 136
4. 1. Contre réaction tension -série 136
4.2. Contre réaction tension-parallèle 137
4.3. Contre réaction courant -série 139
4.4. Contre réaction courant-parallèle 141
Exercices 143
OSCILLATEURS
CHAPITRE 10. OSCILLATEURS SINUSOIDAUX 146
1. Principe de la génération de sinusoïdes 146
1.1. Première méthode: utilisation d'une résistance négative 146
1.2. Deuxième méthode 147
2. Oscillateur à résistance négative 148
3. Oscillateur à pont de Wien 151
4. Oscillateur à ligne à retard 154
5. Oscillateurs à résonateur LC 157
5.1 Principe 157
5.2. Montage Hartley 158
5.3. Montage Colpitt 158
5.4. Montage Clapp 159
5.5. Exemple de montage pratique: montage Colpitt 160
5.6. Exemple de calcul: montage Hartley 161
6. Stabilisation en amplitude 163
7. à quartz 163
7.1 Description du quartz 163
7.2. Impédance du quartz 164
7.3. Exemples d'oscillateurs il quartz 166
Exercices 168
ANNEXE 2. TRANSMISSION DU POTENTIEL SUR UN CONDENSATEUR 176
CHAPITRE 11. OSCILLATEUR ASTABLE 181
1. Définition 181
2. Structure élémentaire d'une horloge 181
3. Etude d'une horloge avec AOP 183
3.1. Montage de base 183
3.2. Modification de la période 186
3.3. Modification du rapport cyclique 187
3.4. Modification de l'amplitude du signal 188
3.5. Montage complet 189
4. Etude d'une horloge avec portes inverseuses MOS 189
Exercices 192
CHAPITRE 12. OSCILLATEURS MONOSTABLES 196
1. Définitions 196
2. Etude d'un monostable à portes MOS 196
2.1. Recherche de l'état stable 197
2.2. Étude du fonctionnement 197
2.3. Temps de récupération 199
3. Mise en équation - Calcul de la période 199
3.1. Calcul de la tension aux bornes du condensateur 199
3.2. Période du monostable 200
Exercices 201
REPONSES AUX EXERCICES 205
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