Exercice 1 : Considérant l`amplificateur de la figure 1 dans lequel

Exercice 1 :
Considérant l'amplificateur de la figure 1 dans lequel une capacité est mise en parallèle avec RE et
les valeurs suivantes : VCC = 12V; R1 = 600 k; R2 = 50 k; RC = 22 k; RE = 1 k ; = 200; VBE = 0.6V
e(t) = 10mV sin(t) ; r = 10 k; RL = 33 k; 1/C 0
1. calculez les valeurs de polarisation IC, UB, UC et UE ;
2. quelles sont la puissance dissipée par le transistor et celle fournie par l'alimentation ?
3. Représentez le schéma de l'amplificateur de tension équivalent puis calculez ses impédances
d’entrée Ze et de sortie Zs.
4. calculez les tensions d'entrée v1(t) et de sortie v2(t) ;
8. calculez les gains en tension et en courant de l'amplificateur.
Exercice 2 :
Considérant l'amplificateur différentiel de la figure 2 avec les valeurs
suivantes : VCC = +12V = -VEE; RC = 12 k ; R1 = 82 k; R2 = 39 k; RE = 3.:3 k
on demande d'analyser
1. la polarisation avec U11 = U12 = 0 : calculez IC3, IC1, IC2 ; UE1, UC1, UC2, UE3 et UB3 ;
2. le mode commun avec U11 = U12 = Ucm  0
a) soit Ucm = 3 V ; calculez UC1; UC2; UE; UE3 ;
b) jusqu'à quel point peut-on abaisser Ucm sans saturer Q3 ?
c) jusqu'à quel point peut-on augmenter Ucm sans saturer Q1,2 ?
3. le mode différentiel avec U11 = -U12 = 10mV
a) que valent Ud et Ucm ?
c) dessinez le schéma d'amplification en considérant que la source de courant I0 est parfaite ;
d) calculez les paramètres de l'amplificateur différentiel Ze; Zs; Ad ;
e) calculez la tension de sortie de l'amplificateur.
Exercice 3 :
Calculer le gain du montage de la figure 3.
Exercice 4 :
Considérant le circuit figure 4 :
1. Déterminer, sous la condition R3 = R1 et R4 + R5 = R2, le courant IL en fonction de U1 et des
résistances.
2. Quelle est la fonction réalisée par le montage ?
Fig.1
R
2
R
E
C
E
e
R
L
v
1
v
2
V
CC
r
C
1
C
2
R
1
R
C
i
1
i
2
u
2
a
R
R
1
u
1
R
1
R
AOP
Figure
3
V
EE
Q
1
V
CC
R
C
R
1
Q
2
U
11
R
C
Figure
2
U
2
Q
3
I
C3
U
12
U
E
R
2
R
E

3. Pour R5 << R4, proposez des résistances telles que le courant IL = 5mA lorsque U1 = - 5 V
Exercice 5 :
Considérant l'amplificateur différentiel de la figure 5 réalisé avec des résistances mesurées avec
précision R1 = 9.9 k, R2 = 101 k, R3 = 10.1 k, R4 = 99 k, calculez :
1. Les résistances Re1 et Re2 vues par les deux entrées.
2. Les gains différentiel Ad et de mode commun Acm et le taux de réjection du mode commun.
4. La tension de sortie U2 lorsque U11 = 5V et U12 = 5.1 V.
Rép. : Re1 = 9.9 k; Re2 = 109.1 k; Ad = -10.18; Acm = -0.037; U2 = 0.832V
Exercice 6 :
Sachant que les résistances et tensions d'entrée valent respectivement Rn = n 10k et U1n = n V,
calculez la tension de sortie de chacun des 3 montages ci-dessous.
Exercice 7 :
Afin de mesurer la température à l'intérieur d'une enceinte thermique, on utilise un pont résistif
dont l'une des branches est une résistance NTC variant avec la température. Le signal provenant du
pont est amplifié par un amplificateur différentiel (circuit fig.6). Le but de cet exercice est de
mettre en évidence l'imprécision causée par le mode commun du signal mesuré.
1. Caractéristiques du pont résistif et de l'amplificateur :
a) admettant que les 4 résistances du pont sont égales à 1 k et que VCC = +12 V, calculez les tensions
U11, U12, Ud et Ucm que l'on aurait en l'absence de l'amplificateur ?
b) calculez les gains théoriques de l'amplificateur Ad et Acm ainsi que le TRMC lorsque R1 = R3 = 10 k,
R2 = R4 = 100 k;
c) prenant en compte l'imprécision relative ε= 1% de ces résistances, quelles sont les limites des
gains Ad et Acm ? Calculez le TRMC minimum.
R
5
I
L
R
4
R
1
u
1
R
2
R
3
AOP
Figure
4
R
L
U
11
U
2
R
3
R
1
U
12
R
2
R
4
AOP
Figure
5
U
11
U
2
R
3
R
1
U
12
R
2
R
4
AOP
R
5
U
13
U
11
U
2
R
3
R
1
U
12
R
2
R
4
AOP
U
11
U
2
R
3
R
1
R
2
R
7
AOP
R
5
R
6

2. Sachant que pour une température donnée, le pont résistif branché sur l'amplificateur fournit les
tensions U11 = 5.97 V et U12 = 6.27 V,
a) que valent Ud et Ucm ?
b) calculez les effets de Ud et Ucm sur la sortie U2 et les valeurs limites de celle-ci ;
c) quelle est l'imprécision causée par le mode commun ?
d) considérant que le capteur fournit à l'amplificateur une variation de tension de -10mV/oC, quelle
est la température de l'enceinte sachant que le pont est équilibré à 20oC?
Exercice 8 :
Dans cet exercice, on désire caractériser l'amplificateur différentiel de la figure 7 réalisé avec 2
amplificateurs opérationnels.
1. Caractéristique de l'amplificateur différentiel :
a) quel est l'intérêt de ce type d'amplificateur différentiel par rapport aux résistances d'entrée ?
b) calculez la tension de sortie en fonction des tensions d'entrée ;
c) idem, en fonction des tensions différentielle et commune.
2. Considérant le cas idéal où les résistances sont toutes égales à 100 k,
a) que valent Ad, Acm et TRMC?
4. Applications linéaires des amplificateurs opérationnels
b) si U11 = 10V et U12 = 9 V, calculez Ud, Ucm et U2 ;
c) idem (b), si U11 = 1V et U12 = 0 V.
3. Considérant le cas le plus défavorable où l'on a R1 = R3 = 101 k, R2 = R4 = 99 k,
a) que valent Ad, Acm et TRMC?
b) si U11 = 10V et U12 = 9 V, calculez Ud, Ucm et U2 ;
c) idem, si U11 = 1V et U12 = 0V;
Exercice
9
:
Soit le montage à amplificateur opérationnel de la
figure ci-contre .
1. Déterminer le potentiel du point A en fonction de
vs. En déduire VBM.
2. Calculer l'intensité i1 en fonction de E et vs.
3. Calculer l'intensité i2 en fonction de vs.
4. En déduire la valeur de i en fonction de E.
Cette intensité dépend elle de Rc ?
5. Quel est l'intérêt du montage ?
-
++
vs
R
R
R
E
A
B
i1
i2
i
Rc R
M
U
2
R
3
U
12
R
4
AOP
U
11
R
1
R
2
AOP
Figure
7
V
CC
Figure
6
NTC
U
12
U
11
U
2
R
3
R
1
R
2
R
4
AOP

Exercice 10 :
Un montage électronique est constitué de 2 étages à amplificateurs opérationnels supposés parfaits
de tension de saturation de sortie Vsat =10V.
+
v2 vs1
R2
R1 -
++
vs
R4
-
+
R3
v1 R3
Etage n° 1 Etage n° 2
1. Comment fonctionnent les amplificateurs opérationnels . Justifier et conclure .
2. Etage 1: Exprimer vs1 en fonction de v2, R1 et R2 . Quel est le nom de ce montage ?
R1=R2 =10 k : Exprimer vs1 en fonction de v2 .
3. Etage 2 : Exprimer vs en fonction de vs1, v1, R3, R4 . Quel est le nom de ce montage.
R3=10 k , R4=100k. Exprimer vs en fonction de vs1 et v1 .
4. Exprimer vs en fonction de v1 et v2 . Vérifier que vs=A (v2-v1). Préciser A en déduire le nom du
montage .
5. Applications numériques :v1=0,5V, v2 =1V, calculer les courants d'entrée du montage et la tension
de sortie .
Exercice 11 :
Soit le montage complet ci-dessous dans lequel R est la résistance d’une sonde de platine variable
avec la température telle que R= Ro(1+a) = Ro+r avec Ro =100 (résistance à 0°C ) , r = a.Ro.
(variation de résistance ) et a=4.10-3 °C-1(coefficient de température). E est une tension continue
constante de 1V et R’=1k.
1. Etage 1 : Exprimer v’ en fonction de E , Ro et R .Quel est ce montage
2. Etage 2 : Exprimer vs en fonction de v’, E ,R’ et Ro . Quelle est ce montage ?
3. Exprimer vs en fonction de R’, E, , Ro et a . En déduire vs en fonction de Conclusion.
+
vs
-
+
+
R
Ro -
+
E=Cte
v'
Ro
R'
Ro
AO1 AO2
Exercice 12 :
La chaîne électronique ci-dessous utilise des amplificateurs opérationnels (AO) supposés parfaits
dont la tension de saturation est Vsat=12V. La tension vo constante est fournie par un circuit
annexe vo =0,7V. La tension v est fournie par un capteur de température non représenté qui ne peut

délivrer de courant. Cette tension est fonction de la température : v = vo - a avec vo =0,7V et
a=2mV/°C ( est exprimé en °C). R1= 10 k, R2 =22k et R4=47 k.
+
-
++
R2
R1
R2
+
-
+
v u1 u2 u3
R3 R4
v0
R1
v+
AO1 AO2 AO3
1. Etude du premier étage : Exprimer u1 en fonction de v.
2. Etude du deuxième étage : Exprimer u2 en fonction de u1 et v0.
Exprimer u2 en fonction de  ,a , R2 et R1.
3. Etude du troisième étage : Donner la relation entre u3 et u2.
4. Exprimer u3 en fonction de  , a , R2 ,R1 , R4 et R3 .
u3 = 0,1. Calculer R3.
Déterminer la température maximale mesurable
Exercice 13 :
Le fabricant d’un capteur PH délivrant une tension ph(t), propose un système d’acquisition et de
traitement analogique et numérique du signal qui se décompose en différents étages électroniques
présentés ci-après ; on considèrera les Amplificateurs opérationnels parfaits (ou idéaux) ayant des
tensions de saturation non symétriques égales respectivement à +15V et -10V.
Le constructeur précise la relation en tension du capteur : ph(t)= 0.25 10-2 [PH], avec [PH] valeur du
PH comprise entre 1 et 13.
1) Démontrer que s1 est un signal qui se met sous l’expression s1=a+b.[PH], Déterminerez les valeurs
(et le signe) des constantes a et b.
2) Donner la fonction de transfert s2/s1 du montage 2.
3) Précisez la valeur maximale de α que le montage 2 autorisera sans dégrader la mesure.
Dans la suite du problème on supposera α =2.
4) Estimer la plage de tension d’évolution associée à la variation du [PH] au niveau du signal s2.
Comment améliorer la précision d’observation ?
R
1
=10k
Ph(t)
’
R
3
AOP
s
2
s
3
R
5
s
1
R
5
AOP
montage
2
AOP
C
AN
A
ffichage
R
3
R
2
=10k
C
4
R
4
-
E=
-
2V
montage 1
montage 3