ETUDE DE QUELQUES FONCTIONS DE L`ELECTRONIQUE

Chapitre B.1.3 Etude de quelques fonctions de l'électronique utilisant un Amplificateur opérationnel
1°) L’Amplificateur Intégré Linéaire (A.I.L ) :
Rappeler brièvement:
a) la définition et le schéma électrique d’un A.I.L parfait
ε : tension différentielle d'entrée.
Avd : amplification de tension différentielle.
L'impédance d'entrée est très grande ( tend vers l'infini) d'où ie+ = ie- =0 A.
L'impédance de sortie est considérée comme nulle, la sortie est une source de
tension parfaite.
b) la caractéristique de transfert d’un A.I.L : us = f( ε )
c) les conditions de fonctionnement linéaire et non linéaire d’un montage à A.I.L.
•S'il existe une connexion ( fil ou résistance) entre l'entrée inverseuse et la sortie,
alors le fonctionnement linéaire est possible (dans les limites de l'alimention de
l'Aop) ε -> 0 V, alors ε = e+- e- = 0V <=> e+ = e-
•S'il n'y a pas de connexion ou une entre l'entrée non inverseuse et la sortie, alors le
fonctionnement est en saturation, ε est non négligeable, on s'intéresse à son signe.
Si ε >0 V alors us = + Vcc; si ε < 0V alors us = -Vcc
Bernaud J 1/8
us
ie-
ie+
εAvdε
-
+

Chapitre B.1.3 Etude de quelques fonctions de l'électronique utilisant un Amplificateur opérationnel
2°) Fonctionnement en linéaire:
2.1) Montage amplificateur de différence
a) Réaliser le montage suivant:
R2
R1
R3
R4
vs
ve1
ve2
AOp parfait donc ie+ = ie- =0 A. Réaction entre l'entrée inverseuse et la sortie, donc le
fonctionnement linéaire est possible; ε -> 0 V, alors ε = ve+- ve- = 0V <=> ve+ = ve-
Exprimer le potentiel de l’entrée inverseuse en fonction de vs, ve1, R1, R2.
Exprimer le potentiel de l’entrée non inverseuse en fonction de ve2, R3, R4.
Loi du pont diviseur :
2
43
4
ee v
RR
R
v+ =
+
Bernaud J 2/8
+
-
vs
V
ve-
ve1
ie- = 0A
i
i
R1
R2
ie+= 0A
v e+
ve2
i
i
R3
R4
2211
1
21
1
2
1
1
R
v
R
v
R
v
R
v
R
vv
R
vv
R
vv
i
R
vv
i
seeeseee
se
ee
−=−⇔
−
=
−
−
=
−
=
−−−−
−
−
+
+
=
+
=+⇔+=+
−
−−
21
112
21
21
21
1
1221
1)
11
(
RR
vRvR
v
RR
RR
v
R
v
R
v
RR
v
R
v
R
v
se
e
e
se
e
se

Chapitre B.1.3 Etude de quelques fonctions de l'électronique utilisant un Amplificateur opérationnel
On pose R3 = R1 et R2 = R4 , exprimer vs en fonction de ve1, ve2, R1 et R2. Justifier le
nom du montage.
Le rapport R2/R1 peut correspondre à une amplification et on a bien la différence
des deux tensions d'entrée.
b) Etude pratique:
Prendre R3 = R1 = R2 = R4 = 10 kΩ, Ve1= 5 V et ve2(t) = 4 sin 314 t;
Visualiser ve2(t) et vs(t). Commenter. Quelle fonction le montage réalise-t-il ?
Faire varier Ve1 de 5 V à 0 V.
La tension de sortie correspond bien à la différence des deux tensions d'entrée. vs (t) est
constituée d'une composante continue ( Ve1) et d'une composante alternative ve2(t)
vs(t) = ve2(t) -Ve1
Bernaud J 3/8
( )
( )
12
1
2
112211222
21
112
2
21
2
2
43
4
ees
seesee
se
eeee
ee
vv
R
R
v
vRvvRvRvRvR
RR
vRvR
vv
RR
R
v
RR
R
v
vv
−=
=−⇔+=
+
+
==
+
=
+
=
=
−+
−+
Ve1 = 1 V

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2.2) Montage dérivateur
a) Réaliser le montage suivant:
A t = 0 s, le condensateur C est
déchargé, q = 0 C et ve (t) = 0.
Montrer que vs(t).= - RC ( d (ve(t).)
/ d t ).
AOp parfait donc ie+ = ie- =0 A. Réaction
entre l'entrée inverseuse et la sortie, donc
le fonctionnement linéaire est possible; ε
-> 0 V, alors ε = ve+- ve- = 0V <=> ve+ =
ve-. On a ici ve+ = 0V d'où ve- = 0V on a
une masse fictive sur l'entrée inverseuse.
Justifier le nom du montage: vs (t) est la fonction dérivée de ve(t).
b) Etude pratique:
Prendre R = 10 kΩ et C = 100 nF, placer une résistance de 330 Ω en série avec
C pour amortir les oscillations apparaissant à la sortie du montage.
Visualiser ve (t) et vs(t) avec ve(t) étant successivement, une tension en dents de
scie et une tension sinusoïdale, à la fréquence de 200 Hz avec pour valeur maximale,
Ve = 2 V.
Bernaud J 4/8
Vvs
ve
ie- =0A
i
i
Masse fictive
uC
uR
eC
C
vu
dt
du
Ci
=
=
dt
dv
RC
dt
du
RCRiv
vRiu
eC
s
sR
−=−=−=
−==
R
C
ve
vs

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2.3) Montage intégrateur
a) Réaliser le montage suivant:
R
C
ve
vs
A t = 0 s, le condensateur C est déchargé, q = 0 C et ve (t) = 0.
b) Etude pratique:
Prendre R = 10 kΩ et C = 10 nF, placer une résistance de 470 kΩ aux bornes
de C pour corriger les imperfections de l’A.I.L.
Visualiser ve (t) et vs(t) avec ve(t) étant successivement, une tension en dents de
scie, une tension en créneaux et une tension sinusoïdale, à la fréquence de
1 kHz avec pour valeur maximale Ve = 2 V.
Bernaud J 5/8