Amplificateur opérationnel (Partie 1)

04/02/2014
1
Analyse des circuits électriques
-GPA220-
Cours #5: Amplificateurs opérationnels (partie 1)
Enseignant: Jean-Philippe Roberge
Jean-Philippe Roberge - Janvier 2014
Cours #5
Résultats et correction du quiz #1
Bref retour sur le cours #4
Théorème de Thévenin
Méthode simplifiée
Théorème de Norton
Méthode simplifiée
Équivalence Thévenin / Norton
Transfert maximal de puissance
Théorème de superposition
Équivalence puissance / énergie
2
Jean-Philippe Roberge - Janvier 2014
Cours #5
Théorie du cours #5 (Introduction aux ampli-op)
Historique et utilités de l’amplificateur opérationnel (ampli-op)
Symbole de l’ampli-op et identification de ses entrées
Propagation de la tension et du courant dans un ampli-op
Caractéristiques de l’ampli-op idéal
Exercices du cours #5: (2 exemples sur l’ampli-op)
3
Jean-Philippe Roberge - Janvier 2014
Jean-Philippe Roberge - Janvier 20144
Correction du quiz #1
Moyenne: 64,615%
Écart-Type: 26,265%
Max: 100%
Min: 10%

04/02/2014
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Jean-Philippe Roberge - Janvier 20145
Retour sur le cours #4
Retour sur le cours #4 (1)
Jean-Philippe Roberge - Janvier 20146
Théorème de Thévenin: Tout circuit linéaire composé de source(s) et de
résistance(s) peut être réduit à son équivalent Thévenin:
Jean-Philippe Roberge - Janvier 20147
Retour sur le cours #4 (2)
1) On cherche d’abord la tension de Thévenin Vth
Mesurer (ou calculer) la tension de sortie en circuit ouvert:
2) On doit ensuite trouver la résistance de Thévenin Rth
Mesurer (ou calculer) le courant en ajoutant un court circuit entre a et b:
TH AB
V V
=
Jean-Philippe Roberge - Janvier 20148
Retour sur le cours #4 (3)
Maintenant que l’on connait la résistance et le voltage de Thévenin, on peut re-
dessiner le circuit tel que:
Peu importe ce que l’on branche entre le point A et le point
B, le comportement sera équivalent à si le composant avait
été branché aux points A et B du circuit original.
Méthode simplifiée: il existe une méthode plus rapide pour trouver la résistance
de Thévenin:
On remplace les sources de tension par des courts-circuits
On remplace les sources de courant par un circuit ouvert
TH eq
R R
=

04/02/2014
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Retour sur le cours #4 (4)
Jean-Philippe Roberge - Janvier 20149
Théorème de Norton: Tout circuit linéaire composé de source(s) et de
résistance(s) peut être représenté par son équivalent Norton:
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201410
Retour sur le cours #4 (5)
Démarche:
1) On cherche d’abord le courant de Norton iN :
On mesure ou calcule le courant de sortie en ajoutant un court-circuit entre a et b
n cc
i i
=
2) On doit ensuite trouver la résistance de Norton RN
On mesure ou calcule la tension de sortie en circuit ouvert:
ab
N
N
V
R
i
=
N
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201411
Retour sur le cours #4 (6)
Maintenant que l’on connait la résistance et le courant de Norton, on peut
redessiner le circuit électrique tel que:
Peu importe ce que l’on branchera entre a et b, le comportement
sera équivalent à si le composant avait été branché entre le point
a et b du circuit original.
Méthode simplifiée: Il existe une méthode plus rapide pour trouver la
résistance de Norton:
1) Commencer par remplacer les sources de tension par un court-circuit
2) Remplacer les sources de courant par un circuit ouvert
N eq
R R
=
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201412
Retour sur le cours #4 (7)
Chaque modèle de Thévenin a un équivalent de Norton:
Pour passer d’un équivalent à l’autre, on utilise la théorie de substitution des
sources vue au cours #2 (Chap.2) !
Avec sources dépendantes: Il s’agit de la même démarche pour trouver
RTh, RN, VTh et iN
Cela va toutefois complexifier légèrement les équations
Attention: On ne peut toutefois pas désactiver une source (de tension ou
de courant) dépendante pour utiliser les techniques simplifiées
permettant de trouver la résistance de Norton ou de Thévenin.

04/02/2014
4
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201413
Retour sur le cours #4 (8)
En ce qui a trait au transfert maximal de puissance, la question que nous
nous posons est:
Quelle est la résistance RLqui permettra de transférer le plus de puissance
d’un circuit à un autre?
La résistance maximisant la puissance est donnée par :
L Th
R R
=
Et, qu’en utilisant cette valeur de résistance:
2
max
4
Th
Th
V
P
R
=
Continuité du cours #4 (9)
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201414
Principe de superposition: Provient de la linéarité du système.
L’analyse d’un circuit comprenant plusieurs sources indépendantes peut se
faire en plusieurs analyses comprenant une seule source indépendante.
Les courants et tensions deviennent la somme des courants et tensions
calculés pour chaque analyse.
Lorsque le circuit comporte des sources dépendantes, le principe de
superposition s’applique toujours, mais en conservant les source dépendantes
lors de chaque analyse.
Exemple…
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201415
Cours #5
Qu’est-ce qu’un amplificateur
opérationnel ?
Un amplificateur opérationnel
(ampli-op) permet d’amplifier un
potentiel électrique présent à ses
entrées.
Composé de transitors
(généralement), ou encore de
tubes électroniques.
Très répandu dans une foule de
domaines, pour une multitude
d’applications.
Plusieurs configurations de
branchement.
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201416
Historique de l’ampli-op (1)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/OPAMP_Packages.jpg

04/02/2014
5
Qu’est-ce qu’un amplificateur opérationnel (suite) ?
L’ampli-op est une application directe du transitor
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201417
Historique de l’ampli-op (2)
Qu’est-ce qu’un amplificateur opérationnel (suite) ?
L’ampli-op est une application directe du transitor
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201418
Historique de l’ampli-op (3)
Qu’est-ce qu’un amplificateur opérationnel (suite) ?
Une combinaison de plusieurs transistors:
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201419
Historique de l’ampli-op (4)
Qu’est-ce qu’un amplificateur opérationnel (suite) ?
Aujourd’hui, les ampli-op sont rendus très compacts:
Jean-Philippe Roberge - Janvier 201420
Historique de l’ampli-op (5)