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Etude des défauts de l’amplificateur opérationnel idéal en régime linéaire sur
le montage non inverseur. TPAO2
1)
le montage
Réaliser le montage expérimental avec R1 = 1 kΩ et R2 = 10 kΩ ( On utilisera
pour R2 une résistance variable). Sélectionner sur le G.B.F un signal sinusoïdal
d’amplitude 100mV dont on réglera l’ offset à 0 avec précision. Visualiser la
sortie. Commentaires.
Retrouver théoriquement le gain H0 = vs / ve en fonction de R1 et R2 si le
régime est linéaire et si l'A.O est parfait en régime linéaire.
2) Les défauts de non linéarité
2a) Saturation en tension
Augmenter l'amplitude de ve(t). Que se passe-t-il? Noter les deux valeurs de saturation et comparer à V+sat et V-sat.
Obtenir sur l'oscilloscope le graphe vs = f(ve). Interpréter les différentes parties. Reconnaître les zones de
fonctionnement linéaire et non linéaire de l'A.O.
Conclusion : Il existe une saturation en tension de l’AO :celui-ci ne peut délivrer une tension supérieure à V
sat
.
2b) Saturation en courant
Prendre pour Ru une boîte 1000 × 100×10 Ω avec encore un gain de l'ordre de 10.
Alimenter par un signal sinusoïdal d'amplitude telle que le signal de sortie soit compris entre 5 et 10 V.
Faire décroître Ru à partir de 104 Ω sans descendre en dessous de 100 Ω. Pour une certaine valeur de Ru, le signal de sortie
commence à présenter une saturation. Relever le niveau de cette saturation par rapport au niveau zéro des tensions. En
déduire l'amplitude Is du courant de sortie correspondant (courant dans Ru). Cette valeur de Is représente le "courant de
saturation" pour l'ensemble {entrée-montage amplificateur}. De façon générale pour les montages à A.O , il est de l'ordre
de 10-20 mA.
Conclusion : Il existe aussi une saturation en courant de l’AO :celui-ci ne peut délivrer un courant supérieur à I
s.
2c) Vitesse de balayage ou "slew rate".
La variation temporelle de la tension de sortie vs(t) est limitée c'est à dire que
dv
dt
s≤σ
, où σ, appelée vitesse de balayage
maximale, est de l'ordre de 13 V/ µs pour l'AO TLO81. (On ne peut donc avoir en sortie de l’AO un signal de pente infinie
sans déformation.)
Conséquence:
- pour un signal de sortie théorique de forme "carré", on observera un signal déformé: