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Fichier: A.I.L. - Corrigé - Quelques exercices.doc Eric SAMAMA Page 1 Exercices

Fichier: A.I.L. - Corrigé - Quelques exercices.doc Eric SAMAMA Page 1 Exercices sur les montages à amplificateurs opérationnels Exercice 1: Montage amplificateur On considère le montage amplificateur suivant: 1°) Sans faire de calculs, cet amplificateur est-il inverseur ou non inverseur et pourquoi? 2°) ue est un signal sinusoïdal d'amplitude 0,8v, on désire pour us un signal d'amplitude 5v. Calculer l'amplification en tension Av. 3°) Calculer le gain en tension Gv. 4°) Calculer les résistance R1 et R2 afin que le courant efficace i soit de 0,1mA. Réponses attendues : 1°) Ce montage est un amplificateur non inverseur car le signal d’entrée à traiter Ue est appliqué sur l’entrée non inverseuse de l’AIL E+. 2°) Av = Us /Ue = 5/0,8 = 6,25 3°) G(dB) = 20.log(Av) = 20log(6,25) = 15,9dB 4°) R1 = Ueeff / Ieff = (0,8/1,414)/0,1.10-3 = 5,65kΩ Aussi, R1 + R2 = Useff / Ieff = (5/1,414)/(0,1.10-3) = 35,35kΩ Donc R2 = (35,35 – 5,65).103 = 29,7kΩ Exercice 2: Amplificateur à courant continu Dans le montage considéré, l'amplificateur opérationnel est supposé idéal: résistance d'entrée infinie (courant d'entrée nul) et amplification différentielle en boucle ouverte infinie (tension différentielle nulle). Le voltmètre est utilisé sur le calibre 1v continu. On donne Ue = 1v et R0 = 10K. 1°) Exprimer en fonction de Ue et R0 l'intensité I circulant dans la résistance R0. 2°) Exprimer en fonction de Ue, R0 et Rx la tension Us aux bornes du voltmètre. 3°) Tracer la courbe représentative Us = f(Rx) Echelles: 1K/cm ; 0,1v/cm 4°) Déduire de la question précédente la valeur maximale de la résistance Rx. Réponses attendues : Montage Amplificateur inverseur : 1°) I = Ue/R0 2°) Us = - (Rx/R0).Ue +12v -12v u u e s R1 R2 E E+ - i V E E+ - U e Us R1 R2 R0 Rx I Fichier: A.I.L. - Corrigé - Quelques exercices.doc Eric SAMAMA Page 2 3°) Usmax = -1v 4°) Rxmax = 10kΩ Exercice 3: Montage amplificateur Dans le montage qui suit, ue est un signal sinusoïdal d'amplitude 0,5v et us un signal d'amplitude 6v. Les amplificateurs opérationnels sont considérés comme réels. 1°) Calculer l'amplification en tension Av du dispositif. 2°) Calculer le gain en tension Gv. 3°) Calculer la valeur de R2 pour R1 = 2K. 4°) Représenter sur un même graphe ue et us. 5°) La résistance R3 sert à compenser les écarts entre les courants d'entrée dans l'amplificateur opérationnel. Pour ce montage, on démontre que R3 = R1 // R2. Calculer R3. Réponses attendues : Montage Amplificateur inverseur précédé d’un montage suiveur : 1°) Av = Vs/Ve = - 6/0,5 = - 12 2°) G(dB) = 20.log(Av) = 20log12 = 15,9dB 3°) Av = R2/R1 = - 12 donc –R2 = -12.R1 alors R2 = 24kΩ 4°) Non corrigée. 5°) R3 = (R1.R2) / (R1+R2) = (2x24) / (2+24) = 48/26 = 1,85 kΩ INDIQUER LA BONNE REPONSE Dans les exercices qui suivent, les amplificateurs opérationnels sont supposés parfaits. On posera +Usat = 14v, - Usat = -14v. L'intensité maximale du courant de sortie de l'amplificateur opérationnel est de 20 mA. Exercice 4: On considère le montage ci-contre. Calculer l'intensité du courant I. On donne: E = 10v, R1 = R2 = 10Ket R3 = 5K Réponses: 2mA; -2mA; 1mA; -1mA. Réponses attendues : Montage suiveur associé à un diviseur de tension en amont I = (E/R3)x[R2/(R1+R2)] = (10/5)x[10/(10+10)] = 1mA E E+ - E E+ - R1 R2 R3 ue us E E + - R1 R2 R3 E I Fichier: A.I.L. - Corrigé - Quelques exercices.doc Eric SAMAMA Page 3 Exercice 5: Dans le montage ci-contre, on donne: V1 = -6v; V2 = -5v; R1 = R2 = R3 = 1K Quelle est l'intensité du courant I ? Réponses: -14mA; 14mA; -1mA; 1mA. Réponses attendues : Montage comparateur simple : E = V2 – V1 = - 5 – (-6) = 1v >0 Alors Us = +Vsat = 14v I = 14/1.103 = 14mA Exercice 6: Dans le montage ci-contre, quelle est la valeur de la tension de sortie Vs ? On donne: Ve = 1v; R1 = 1K; R2 = 10K Réponses: -10v; 10v; -11v; 11v. Réponses attendues : Montage Amplificateur inverseur : Vs = - (R2/R1).Ve = - (10/1).1 = - 10v Exercice 7: Dans le montage ci-contre, quelle est la valeur de la tension de sortie U2 ? On donne: U1 = 5v R1 = R3 = 1K; R2 = 4K Réponses: 20v; 25v; 12v; 0v. Réponses attendues : Montage Amplificateur non inverseur : U2 = (1+R2/R1).U1 = (1+4/1).5 = 25v L’AIL est saturé, la tension U2 ne peut pas dépasser la tension Usat = 12v. Par conséquent, la tension U2 vaut 12v. E E + - R1 R2 R3 I V1 V2 E E + - R1 R2 R3 Ue US +12v -12v R1 R2 E E+ - R3 U1 U2 Fichier: A.I.L. - Corrigé - Quelques exercices.doc Eric SAMAMA Page 4 Exercice 8: Dans le montage ci-contre, que vaut l'intensité du courant I ? On donne: R1 = R3 = 1K; R2 = 5K Ue = 2v Réponses: -0,4mA; 0,4mA; -2mA; 2mA. Réponses attendues : Montage Amplificateur inverseur : I = Ue/R1= 2 /(1.103) = 2mA E E+ - R1 R2 R3 Ue U s I uploads/Litterature/ a-i-l-corrige-quelques-exercices 1 .pdf