AMPLIFICATEUR OPÉRATIONNEL EN RÉGIME SATURÉ

AMPLIFICATEUR OPÉRATIONNEL EN RÉGIME SATURÉ
( SUITE )
ETUDE D’UN MONTAGE COMPARATEUR
Question 1 :
Réaliser le montage ci-dessous :
R
2
+15 V
AO
-15V
8
v+
v
s
GBF
+15 V
R
1
+
-
v
e
FAIRE VERIFIER
a) Etude théorique
Question 2:
Calculer la valeur de la tension v+ si R
1
= 10 k Ω
ΩΩ
Ω et R
2
= 2,2 k Ω
ΩΩ
Ω ..
Question 3 :
Supposons qu’on applique sur l’entrée – la tension v
e
triangulaire représentée ci-dessous : en utilisant la règle
de fonctionnement de l’ampli opérationnel en régime saturé, compléter ce document en dessinant les variations
de la tension de sortie v
s
.
0
v
e
( V )
t (ms)
1
0
v
s
( V )
t (ms)
12
8
b) Etude pratique :
Question 4:
Brancher la voie CH1 de l’oscilloscope pour visualiser la tension
v
e
et la voie CH2 pour visualiser v
s
Mettre le montage sous tension et régler le GBF pour qu’il délivre la tension v
e
définie à la question 3 et
vérifier que les variations de v
s
sont conformes à votre prédétermination.

SIMULATION INFORMATIQUE
On se propose de vérifier le fonctionnement du montage précédent en utilisant un logiciel de simulation
Le logiciel PSIM permet de simuler le fonctionnement d’un circuit électrique ou d’un montage électronique. Sa
mise en œuvre se déroule en deux temps :
1° phase :
L’opérateur doit « dessiner » le circuit dans la fenêtre PSIM et définir les composants
( tension des sources, valeur des résistances etc … )
2° phase :
Il faut « lancer » la simulation et le logiciel trace les courbes correspondant aux variations des grandeurs
électriques choisies par l’opérateur ( tensions, courants …).
« Câblage » du montage
Question 5 :
« Prendre » un amplificateur opérationnel ( simple clic ) dans le menu Elements / Power / Other / Op.Amp et le
placer dans la fenêtre de « dessin » PSIM.
Cliquer sur l’icône select ( flèche blanche ) de la barre d’outils supérieure puis sélectionner l’ampli.op. par un
double-clic : dans la fenêtre qui s’ouvre, on peut choisir un nom et régler la tension d’alimentation : choisir
AO1 et
+-
15 V. Fermer la fenêtre.
Question 6 :
« Prendre » dans la barre d’outils inférieure les résistances R
1
et R
2
( double-clic) et les faire glisser jusqu’à leur
place .
Sélectionner chaque résistance ( double-clic) pour régler sa valeur en Ω ; on peut faire afficher la valeur en
cliquant dans la case display .
Question 7 :
Liaisons à la masse ( prendre le symbole de masse ground dans la barre d’outils inférieure).
Question 8 :
Branchement des « appareils de mesure » :
Prendre trois voltmètres : en placer un à l’entrée pour la mesure de v
e
, un aux bornes de R
2
pour la mesure de
v+ et un à la sortie pour la mesure de v
s
.
On peut faire pivoter les symboles en les sélectionnant et en cliquant sur l’icône rotate de la barre d’outils
supérieure.
Question 9 :
Pour simuler le fonctionnement , il faut prendre une source de tension triangulaire ( barre d’outils inférieure )
et la placer à l’entrée ; la sélectionner : dans la fenêtre qui s’ouvre :
Name : v
e
V peak to peak : 4 V
Frequency : 1000 Hz
Duty cycle : 0.5
DC offset : 4 V
Faire afficher le nom et la valeur de la tension.
Question 10 :
Relier les composants entre eux avec des « fils » ( icône wire de la barre d’outils supérieure).
Lancement de la simulation
Question 11 :
Le dessin du circuit est terminé : il faut « lancer » la simulation.
Cliquer sur l’icône Run simulation ( barre d’outils supérieure) : une fenêtre s’ouvre, dans la « colonne » de
gauche apparaît la liste des « grandeurs disponibles » v+ , v
e
et v
s
.
Sélectionner v+, v
e
et v
s
et les transférer dans la colonne de droite « variables à afficher » en cliquant sur Add
puis OK.
Les courbes correspondantes doivent s’afficher.

Question 12 :
Il faut maintenant procéder à quelques réglages .Ouvrir le menu simulate dans la barre d’outils supérieure et
cliquer sur simulation control : un cadran d’horloge apparaît ; Double cliquer sur ce cadran pour ouvrir la
fenêtre de réglage des paramètres de simulation ; les valeurs à appliquer sont données dans le tableau ci-
dessous :
Time Step 1 E-005
Total Time 0.005
Print Time 0
Print Step 1
Load Flag 0
Save Flag 0