Essi - Fiches d`électronique (J.P. Stromboni, Nov 1999) Autre

Essi - Fiches d’électronique (J.P. Stromboni, Nov 1999)
Amplificateur Opérationnel
Pour bien comprendre l’amplificateur opérationnel AO, il
faut noter que :
 La tension différentielle   V  V est fortement
amplifiée, soit

Deplus,
Val 
i
Vs  A  (V  V ) , avec A  1 .
Vs ne peut pas dépasser les tensions
d’alimentation,
V
Val   Vs  Val 
D’où la définition du fonctionnement linéaire de l’AO et
ses conséquences :
 Régime linéaire si Val   V s  Val  , d’où   0 car
-
i
+
V
I
is
I
Vs
Val 
A  1 , donc V V .
 Régime non linéaire si V s  Val  ou V al  , saturation,
et
  0 , V V .
On représente plus simplement
D’autre part, pour ce qui concerne les courants, noter que
ce sont les alimentations qui fournissent le courant de
sortie i s , car les courants différentiels sont négligeables
i  0 , i  0
Loi des noeuds :
+
is  I   I   i  i  I   I 
Application : régime linéaire, régime non linéaire
Le montage suiveur ci-après fonctionne en
régime linéaire Il utilise une contre réaction
de la sortie V s vers l’entrée V  . En effet
Le montage ci-dessous est
nécessairement en régime non linéaire,
c’est le principe du comparateur
électronique qui donne le signe d’une
différence de tension. En effet,
V s  Val  si V2  V1 et V s  Val  si
Vs  A(Ve  Vs ) est alors possible si
A
Ve  Ve ,
Vs (1  A)  Ve A soit V s 
1 A
donc Vs  Ve et   0 .
V2  V1 , le cas V2  V1 est peu
probable.
V1
V2




Ve
Vs
-1-
Vs
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Autre application :
le gain énorme A  10 d’un AO peut transformer une diode réelle avec un seuil
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dynamique
v d et une résistance
Rd en une diode idéale:
i  0

i  0
ve
i
1 / Rd
i

v
vs
v
v' s
Il faut considérer deux cas :
Premier cas, la diode conduit, c’est à dire
vd
i  0 et donc v  v d , dans quelles conditions est ce
possible?
Rd  R
vs
R
Il faut également v' s  A(v e  v s ) , avec A  1 et v' s  Val  , donc
R R
R R
vd  d
v s  A(v e  v s ), soit v s ( A  d
)  Av e  v d , d’où
R
R
vd
A
vs 
ve 
 ve
Rd  R
Rd  R
A
A
R
R
C’est donc possible, en régime linéaire, mais pour v s  v e  0 .
v' s  v  v s  v d  Rd i  Ri  vd  ( Rd  R)i  v d 
Second cas, la diode ne conduit pas, elle est bloquée,
i  0, v  v d . Donc, v s  0 , c’est aussi
v   0 et v' s  v  v d implique que v e  0 plus précisément A(v   v  )  Av e  v d . Dés que
v e  0 , on a v' s  Val   0 .
En définitive, si on reprend la discussion pour les deux cas, on se rend compte que
v s  v' s  v e si
v e  0 , et v s  0 si v e  0 , un schéma équivalent avec une diode idéale ( v d  0, Rd  0 ) est le
suivant :
i
R
ve
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Soustracteur et redresseur double alternance
Le montage ci-dessous sépare les alternances d’une tension d’entrée
v e (t ) alternative sinusoïdale,
selon leur signe. On s’efforcera de la montrer. En lui ajoutant le second montage on réalise une
soustraction des alternances négatives aux alternances positives, c’est un redressement double
alternance:
R
R
D1
i (t )
v e (t )
R

D2
Vs1

Vs2
Vs
R
R


Vs1
Vs2
Soit
V
R
R
v e (t )  Ve sin( t ) .
Quand
v e (t )  0 , le courant i (t ) est positif puisque V  0 , seule D1 peut l’assurer, et D2 est alors
bloquée. Cet état est il possible ? Oui, on voit un montage inverseur avec la branche qui contient D1 ,
Vs est négative et V  étant nulle, D2 est bien bloquée. Inversement, quand v e (t )  0 , c’est D2 qui
conduit i (t )  0 , et D1 est bloquée.
Les diodes étant idéales ( sans seuil de conduction ), Vs1   alternance positive de v e (t ) et
V s 2   alternance négative. La soustraction des deux tensions V s 2  V s1 aboutit au redressement
double alternance de
v e (t ) , soit V (t )  v e (t ) .
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