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TINF traitement de l’information cours TINF-1 amplificateurs linéaires intégrés
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1- Introduction :
L’objectif du conditionnement du signal est de mettre en forme les informations généralement issues des
capteurs pour les rendre exploitables pour l’unité de traitement.
Ce conditionnement est souvent assuré par un composant électronique qui se nomme :
Amplificateur Linéaire Intégré (ALI)
Exemple : Capteur de luminosité d’un store automatisé :
 Un store automatique est sensible à la présence ou à l’absence de soleil : il doit descendre si
l’intensité lumineuse dépasse un certain seuil, remonter si elle repasse en-dessous d’un autre seuil.
 Le capteur de lumière nécessaire à cette fonction est une photorésistance. Cette photorésistance
laisse circuler un courant d’autant plus grand que la luminosité est importante.
 Ce courant est l’entrée de la fonction "Détecter un niveau de luminosité", qui fait apparaître
plusieurs fonctions électroniques classiques dans toute chaîne d’acquisition de mesure : filtrage,
amplification, mise en forme (comparaison et adaptation) :
Analyser
Modéliser
Résoudre
Expérimenter
Concevoir
Réaliser
Communiquer
Appréhender les analyses fonctionnelles fonctionnelle et structurelle
%
Savoirs faires associés
§
bilan
Analyser l’effet de la commande sur le comportement de la chaîne d’énergie
1 à 3
Analyser
Modéliser
Résoudre
Expérimenter
Concevoir
Réaliser
Communiquer
Identifier et caractériser les grandeurs physiques agissant sur un système
%
Savoirs faires associés
§
bilan
Identifier la nature de l’information et la nature du signal
1 à 3
Cours
Cours TINF 1
TSI1
TSI2
Le Traitement du signal
X
Période
Amplificateurs linéaires intégrés
1
2
3
4
5
Cycle 4 :
Traitement de l’information
Durée :
6 semaines
X
Traitement du Signal / Mise en forme du signal
ALI

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 Le problème est que le capteur de lumière est peu
sensible, c'est-à-dire qu’une forte variation de
luminosité ne produit qu’une faible variation de la
tension image V1. Pour rendre la détection plus
sensible, il faut augmenter la pente Δtension / Δlumière
en amplifiant V1, c'est-à-dire en le multipliant à une
constante.
 Puisque le signal de sortie de la chaîne « détecter un niveau de luminosité » doit être binaire, il faut
ensuite transformer la tension analogique V3 en une tension logique V5. Cette conversion
analogique → logique est une mise en forme. On utilise un comparateur à hystérésis dont la
caractéristique est la suivante :
 On voit ainsi que le même composant, un ALI (Amplificateur Linéaire Intégré), permet de réaliser
deux fonctions de conditionnement totalement différentes.
La fonction de conditionnement permet donc :
- Adapter le signal électrique pour lui donner la forme la plus appropriée pour son traitement ;
- Amplifier le signal ;
- Filtrer les signaux (suppression du bruit et des fréquences parasites) ;
- Linéariser les signaux sur une étendue de mesure ;
- Convertir en signaux numériques les grandeurs électriques analogiques ;
1-1 Symbole et brochage : ALI : Amplificateur Linéaire Intégré
Norme française Norme américaine
+
-
S
+Vcc
-Vcc
+
-
+Vcc
-Vcc
S
entrées
alimentation
sortie
non inverseuse
inverseuse

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1-2 Caractéristique de transfert d’un ALI :
La tension de sortie est limitée en théorie à l’intervalle [+Vcc;-
Vcc], en réalité, à [+Vsat;-Vsat].
(Vcc – Vsat) est appelée tension de déchet (de l’ordre de 1 à
2 V)
L’ALI fonctionne donc en amplificateur pour une
valeur de ε très faible.
Dans ce mode de fonctionnement, il délivrera un
signal tout ou rien en fonction du signe de ε.
Pour l’utiliser en amplification, il faudra réaliser une
boucle de réaction. (Liaison de la sortie sur l’entrée
inverseuse)
On distinguera par la suite deux modes de fonctionnement de l’ALI :
 Fonctionnement en non linéaire : saturation
 Fonctionnement en linéaire : amplification
1-3 Caractéristiques d’un ALI parfait :
2- Montage ALI en régime non linéaire :
Tension différentielle : ε = V+ - V-
L’ALI se comporte comme un amplificateur
Avd : amplification différentielle (ex 105)
Donc :   
- Impédance d’entrée différentielle infinie Ze :
→ i + = i - = 0 et Ze = Ve / Ie
- Impédance de sortie nulle Zs :
→ Vs indépendant du courant de sortie
Zs = Vs / Is
- Amplification différentielle Avd infinie :
→ En régime linéaire ε = 0 → V+ = V-
Conditions :
Pour qu’un ALI fonctionne en Régime Non Linéaire, il faut :
- Pas de boucle de contre réaction (liaison entre la sortie et l’entrée inverseuse -) ;
- Possibilité d’une réaction positive (liaison entre la sortie et l’entrée non inverseuse +).
Étude de la tension de sortie Vs :
- Si ε > 0, alors Vs = + Vcc
- Si ε < 0, alors Vs = - Vcc
Symbole
d’amplification
Valeur
d’amplification
ε
VS
+Vsat (14V)
-Vsat (-14V)
Zone linéaire
ε = 150 μV
Zone non linéaire
+Vcc (15V)
-Vcc (-15V)
15V
-15V

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Différents montages d’ALI en Régime Non Linéaire : RNL
Les comparateurs : Permettent de comparer un signal à une ou plusieurs tensions de références.
Les multivibrateurs : Permettent de générer des signaux périodiques ou non.
2-1 Les comparateurs :
On distingue 2 types de comparateurs :
- comparateurs simples : Seuil de comparaison unique;
- comparateurs à hystérésis : Seuil de comparaison double.
2-1-1 Les comparateurs simples :
Définition :
Un montage ALI sera considéré comme comparateur simple s’il n’existe aucune liaison entre la sortie et
l’entrée du composant.
 Montage comparateur simple non inverseur
 Montage comparateur simple inverseur
Dans ces 2 montages, le seuil de comparaison est la valeur 0.
Il est tout à fait possible de comparer le signal Ve à un autre signal noté Vref.
 Montage comparateur simple non inverseur avec Vref > 0 :
Si Ve > 0 => ε > 0 => Vs = +Vcc
Si Ve < 0 => ε < 0 => Vs = -Vcc
Si Ve > Vref => ε > 0 => Vs = +Vcc
Si Ve < Vref => ε < 0 => Vs = -Vcc
Si Ve > 0 => ε < 0 => Vs = -Vcc
Si Ve < 0 => ε > 0 => Vs = +Vcc

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2-1-2 Les comparateurs à hystérésis :
Définition :
Un montage ALI sera considéré comme comparateur à hystérésis s’il existe une liaison entre la sortie et
l’entrée non inverseuse du composant.
 Montage comparateur à hystérésis non inverseur :
Or Vs = +Vcc si ε > 0, donc pour : 
Soit donc pour : 
Or Vs = -Vcc si ε < 0, donc pour : 
Soit donc pour : 
Comme pour les comparateurs simples, il est tout à fait possible de décaler le centre du cycle d’hystérésis.
 Montage comparateur à hystérésis non inverseur :
REGLE DE PARCOURS DU CYCLE D’HYSTERESIS :
Le premier seuil rencontré est ignoré, on bascule au second.
En appliquant le théorème de Millman au point de
l’entrée non inverseuse, on obtient :
Ve
Vs
Vcc
-Vcc
Vh
Vb
La loi d’entrée/sortie est donc :