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Lycée Viette TSI 1 Rabeux Michel Page 1 Electronique Electronique Electronique

Lycée Viette TSI 1 Rabeux Michel Page 1 Electronique Electronique Electronique Electronique L'Amplificateur opérationnel L'Amplificateur opérationnel L'Amplificateur opérationnel L'Amplificateur opérationnel I. L’amplificateur opérationnel idéal L’amplificateur opérationnel (A.O.) idéal est un composant électronique comportant deux entrées ( inverseuse - et non inverseuse + ) et une sortie. C’est un amplificateur différentiel de tension. Par l’adjonction de composants extérieurs ( résistances, condensateurs, … ), il permet de réaliser des opérations mathématiques. L’alimentation continue symétrique ( +15 V , -15 V ) n’est pas représentée, mais est présente Il faut d’abord alimenter l’A.O. avec cette alimentation , de même il faut l’éteindre en dernier. i+ @ ∞ + ε _ is i- e+ vs e- Les courants entrée i+ et i- sont nulles, mais le courant de sortie is est possible. Les impédances d’entrée sont infinies, l’impédance de sortie est nulle. L’amplificateur opérationnel peut fonctionner selon deux régimes : • un régime linéaire avec ε = 0 et sat V − < vs < sat V + • un régime saturé ( non linéaire ) avec ε ≠ 0, si ε > 0 vs = Vsat et si ε < 0 vs = – Vsat • très souvent Vsat = 14 V dans les exercices La caractéristique de transfert de l’A.O. idéal ( en boucle ouverte ) est la suivante : vs régime linéaire + Vsat régime non linéaire ε - Vsat Lycée Viette TSI 1 Rabeux Michel Page 2 En régime linéaire, la modélisation de l'A.O. idéal est la suivante : + ε µ.ε avec µ → ∞ et ε → 0 _ II. L’amplificateur opérationnel réel Les amplificateurs opérationnels sont des C.I. constitués de dizaines de transistors, conden- sateurs, résistances… Les deux A.O. couramment utilisés en T.P. sont le 741 ( constitué de transistors bipolaires ) et de 081 ( constitué de transistors à effet de champ ). + VCC N.C. vs 5 N.C. non connecté - + 1 e- e+ - VCC Pour les A.O. réels : • les courants d’entrée i- et i+ ne sont pas nulles ( qq nA ) • le courant de sortie est limité à qq 10 mA • les impédances d’entrée ne sont pas infinies ( qq MΩ ) • l’impédance de sortie n’est pas nulle ( qq Ω ) • présence d’une tension de décalage ou tension d’offset ( si ε = 0 , vs ≠ 0 ) le tension d’offset est de l’ordre du qq mV ( cette tension peut être compensée à l’aide des bornes 1 et 5 ). • la caractéristique de transfert est la suivante : vs Voff ε Lycée Viette TSI 1 Rabeux Michel Page 3 • en régime linéaire ε µ = . vs ( Voff compensée ) avec µ de l’ordre de qq 105 ( pour un A.O. idéal µ → ∞ ) de plus pour un A.O. réel, le coefficient d’amplification µ dépend de la fréquence l’A.O. réel peut être considéré comme un filtre passe-bas 0 0 1 j. µ µ = ω + ω avec ω0 de l’ordre de qq 10 s-1 et µ0 ( transmittance statique )de l’ordre de qq 105. S S 0 dv . v . dt τ + = µ ε avec 0 1 τ = ω • la vitesse de balayage ( slew rate ) n’est pas infinie. Le temps de montée (ou de des- cente du signal de sortie n’est pas nul, mais de qq V / µs . dt dvs est la vitesse de balayage. ε(t) vS(t) t t Le schéma d’un A.O. réel est le suivant : @ ∞ + Voff Ze ε µ.ε is _ Zs e+ vs e- i+ i- Z+ Z- Ze impédance différentielle d’entrée Très souvent dans les montages la plupart des défauts sont négligés, le schéma équivalent simplifié devient : - µ.ε ε Ze e- Zs vs + e+ Dans le cas d’un amplificateur de tension idéal : Ze → ∞ et Zs = 0 µ est indépendant de la fréquence uploads/Litterature/ aop-ideal.pdf