15-Ampli Op-amplificateurx

L'amplificateur opérationnel
I. Présentation:
Un amplificateur opérationnel est un
composant électronique qui sert à
amplifier des tensions. Il se
présente sous la forme d'une puce
électronique à 8 pattes.
A+ alimentation
+15 V
A
- alimentation -15 V
E+ entrée non inverseuse
E- entrée inverseuse
S sortie
Symbole normalisé:
-: entrée E
-
+: entrée E
+
Les tensions
U
+
= tension entre l'entrée E+
et la masse
U
-
= tension entre l'entrée E-
et la masse
U
S
= tension entre la sortie S
et la masse
II. Alimentation de l'amplificateur opérationnel:
Pour pouvoir amplifier des tensions l'Ampli.Op. doit être alimenté.
* relier le +15 V de l'alimentation au +15V de l'A.O. (fil rouge)
* relier le -15 V de l'alimentation au -15V de l'A.O. (fil vert)
* relier la masse de l'alimentation à la masse de la plaquette (fil noir).
* mettre en fonctionnement l'alimentation.
ATTENTION: Sur les schémas de montages l'alimentation n'est jamais représentée.
S'il y a plusieurs générateurs dans un montage, l'alimentation +15V /-15V
de l'AO est branchée en premier et débranchée en dernier
III. Fonctionnement de l'A.O. en amplificateur inverseur :
1- Montage:
Le montage doit être réalisé avec les précautions
indiquées précédemment: il ne faut pas oublier
d'alimenter l'ampli-op (-15V / 0V / +15V) avant de donner
aux tensions U
+
et U
-
des valeurs non nulles.
Les tensions sont mesurées avec le même multimètre.
2- Etude du montage:
La tension U
e
est générée par la sortie variable de l'alimentation: fixer U
e
= 0,5V.
Pour chaque couple de valeurs de R
1
et R
2
, mesurer U
s
et remplir le tableau suivant:
R
1
(Ω) 470 1000 1000 1000
R
2
(Ω) 1000 1000 470 6800
R
2
/ R
1
U
s
(V)
G = U
s
/U
e
U
S
S
-
+
U
+
U
-
R
2
S
-
+
U
S
U
e
R
1
B
A
M
C
S
-
+
Le rapport G = U
s
/U
e
est appelé coefficient d'amplification ou gain du montage.
En comparant les mesures, exprimer G en fonction de R
1
et R
2
.
Pourquoi ce montage est-il nommé "amplificateur-inverseur"?
III. Pour aller plus loin:
1- Montage amplificateur non-inverseur:
Quelle caractéristique devrait présenter un montage amplificateur non-inverseur?
Proposer le schéma d'un montage amplificateur non inverseur qui utiliserait les mêmes composants que le
montage précédent.
Après validation du professeur, construire ce montage pour un couple de valeurs de R
1
et R
2
.
Exprimer le gain de ce montage en fonction de R
1
et R
2
.
2- Quelques inconvénients:
On garde le montage amplificateur inverseur avec R
1
= 1kΩ et R
2
= 6,8kΩ, mais on utilise un générateur de
tension alternative sinusoïdale 6V pour constituer la tension d'entrée U
e
.
Observer les tensions U
e
et U
s
à l'aide d'un oscilloscope (brancher le point A en voie Y
1
, le point C en voie
Y
2
et M à la masse de l'oscilloscope).
Que peut-on constater? Comment peut-on expliquer ce phénomène?
3- quelques avantages:
Reprendre le montage amplificateur inverseur avec R
1
= 1kΩ, R
2
= 6,8kΩ et U
e
= 0,5V, utiliser le multimètre
en ampèremètre et mesurer les intensités des courants (notés i
+
et i
-
) qui entrent par les bornes + et – de
l'AO (attention, il faut détourner les courants via le multimètre, pour réaliser ces mesures; faire vérifier le
montage par le professeur avant de le mettre sous tension).
Que peut-on constater?
S
-
+
i
-
i
+