Cours sur l`amplification et le gain en tension - au Lycée Saint

Lycée
Saint Cricq
PAU
BEP des
métiers de l'électronique
électronique
AMPLIFICATION ET GAIN EN TENSION
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1. IDENTIFICATION DE LA FONCTION
Lorsque la puissance d'un signal issu d'un dipôle actif est insuffisante pour commander directement une
charge, un amplificateur est intercalé entre les deux de manière à augmenter la puissance fournie à la charge.
SOURCE
D'ÉNERGIE
EXTÉRIEURE
DIPÔLE ACTIF
GÉNÉRATION
DES SIGNAUX
D'ENTRÉE
CHARGE
AMPLIFICATEUR
RÉCEPTION
DES SIGNAUX
DE SORTIE
Cet amplificateur est constitué de composants
électroniques(transistors, circuits intégrés,
résistances ....) consommant de l'énergie. Il
fournit en sortie une puissance supérieure à
celle qu'il reçoit en entrée. Son
fonctionnement nécessite donc une source
d'énergie externe, l'alimentation de
l'amplificateur.
2. AMPLIFICATION ET GAIN EN TENSION
2.1. AMPLIFICATION EN TENSION
Lorsque l'amplification est linéaire, la tension de sortie est proportionnelle à la tension d'entrée. Le
coefficient de proportionnalité, appelé amplification en tension, est noté Av :
Si ue est la tension d'entrée et us la tension de sortie de l'amplificateur, alors
u s = AV x u e
donc
Av =
us
ue
ue est la valeur instantanée de la d.d.p. d'entrée
us est la valeur instantanée de la d.d.p. de sortie
Av est sans unité
En régime sinusoïdal quelque soit le déphasage entre la d.d.p. d'entrée et celle de sortie, on calcule la
valeur absolue de l'amplification en tension à l'aide de la relation suivante:

U
U
∣Av∣ = s = s

U
Ue
e
rapport des valeurs maximales
ou
rapport des valeurs efficaces
Cependant deux cas particuliers permettent de calculer directement Av.
1er cas particulier :
ue et us sont en phase
Exemple :
Au quart de la période ou à la date t = 250 µs
4
= 4
ue = 1 V et us = 4 V , donc Av =
1
Remarque : Lorsque les d.d.p. d'entrée et de
sortie sont en phase, l'amplification en tension Av
est positive.
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électronique
AMPLIFICATION ET GAIN EN TENSION
2eme cas particulier :
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ue et us sont en opposition de phase
Exemple :
Au quart de la période ou à la date t = 250 µs
−3
= −3
ue = 1 V et us = -3 V , donc Av =
1
Remarque : Lorsque les d.d.p. d'entrée et de
sortie sont en opposition de phase, l'amplification
en tension Av est négative.
2.2. GAIN EN TENSION
Lorsque l'amplification en tension est un nombre très grand, on parlera plutôt de gain en tension.
Il se note Gv :
Gv = 20.log|Av|
|Av| : valeur absolue de l'amplification en tension
Gv s'exprime en décibels (dB)
3. RÉPONSE EN FRÉQUENCE D'UN AMPLIFICATEUR
L'amplification fournie par un amplificateur dépend de la fréquence des signaux à amplifier. Pour s'en rendre
compte, il suffit de tracer à tension Ve constante (valeur efficace de la tension d'entrée), la courbe
représentative du gain en tension Gv en fonction de la fréquence;
c'est la courbe de réponse en fréquence de l'amplificateur.
En général le gain en tension d'un amplificateur peut être
considéré comme constant tant que la fréquence reste comprise
entre deux valeur f1 et f2 ; de part et d'autre de cet intervalle le
gain en tension décroît.
Pratiquement, on admet que le domaine d'utilisation de
l'amplificateur est limité par les fréquences fi et fs pour
lesquelles l'affaiblissement du gain est de 3 dB par rapport à sa
valeur maximale.
L'intervalle (fs – fi ) est appelé : Bande passante à -3 dB.
Elle se note B.