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Amplificateur Opérationnel: Début Années Soixante Prix 70$

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Amplificateur oprationnel

Oprations : addition, soustraction, intgration, drivation,


rsolution dquations diffrentelles
Facilit dutilisation,

Faible cot < 1$ Dbut annes soixante prix > 70$

Utilisable en rgime linaire : amplificateurs, filtres

Utilisable en commutation : comparateur, gnrateurs de


signaux carrs
OPAMPs
1. compensation du dcalage 5. compensation du dcalage
2. entre inverseuse 6. sortie
3. entre non inverseuse 7. alimentation positive
4. alimentation ngative 8. non connecte

Brochage de nombreux A.O. simples comme le 741 ou le TL081.


Reprsentation de lA.O.

En gnral les alimentations ne sont pas reprsentes sur les


schmas de principe, mais elles sont videmment toujours prsentes.
Modle de lAO idal.
Zones de fonctionnement sur la caractristique de transfert.
Ampli op Idal

Gain infini
Impdance dentre infinie
Impdance de sortie nulle
Bande passante infinie

VV
1

_
i i 0
V Ro Vo

V V 0

d Ri
+
AVd
VV2
Fonctionnement sans contre-raction

Si lAO nest pas associ des composants qui relient sa sortie


lune de ses entres, il est en Boucle Ouverte. La prsence de la
moindre tension lentre entrane lAO en saturation. Le
fonctionnement nest jamais linaire, les seuls tats possibles
sont :
Vs Vsat

Pour > sat Vs = +Vsat


Pour < - sat Vs = -Vsat

On dit quon a fonctionnement en commutation.


Exemple : un comparateur

V
V0 15V

V0 15V
Fonctionnement avec contre raction sur la borne -
R2

lAO fonctionne dans sa zone linaire, on a donc

0 Ve R1I Vs R2 I
Do le gain en tension :

Vs R2
AV
Ve R1
Montages amplificateurs de base

Montage inverseur Voir exemple prcdent

R2

Vs R2
AV
Ve R1
Montage non inverseur

Ve

Ve R1I Vs ( R1 R2 ) I

0
Vs R2
AV 1
Ve R1

Le gain est > 0 : amplificateur non inverseur


Gain toujours > 1
Amplificateur suiveur

+ +
Ve VS
_

Cest un cas particulier du montage non inverseur


(R2 = 0 donc remplace par un court-circuit et R1=
donc dbranche)
Le gain est gal 1
Limpdance dentre infinie
Limpdance de sortie =0
La gain est 1

Cest un montage amplificateur de courant,


pouvant raliser des adaptations
dimpdance
+ +
suiveur
Circuit 1 Vin Vout Circuit 2
_ _

The Block

+ +
Vin V0
Circuit 1 _ _ Circuit 2

Pour connecter le circuit 1 au circuit 2 on utilise un


montage suiveur
Montages additionneurs
Rfb

R1
a
Loi du nud a : R2

V1 V2 V0 V1
V2 V0

R1 R2 R fb

R fb R fb
V0 V1 V2
R1 R2

On aura V0 V1 V2 Si on choisit les 3 rsistances gales


Rsultat valable pour n tensions dentre
R1
a
R2

V1
V2 VS

V1 VS V2 VS
Nud a 0
R1 R2
V1 V2 1 1 R2 R1
VS VS V1 V2
R2 R1 R2 R1
R1 R2 R1 R2
1
Si R1 = R2 VS (V1 V2 )
2
Montage amplificateur diffrentiel KR

R
-

R
+
V1 V2
VS
KR

V1 V V VS V1 V V VS
Eq 1
R KR R R KR KR

V2 V V V2 V V
Eq 2
R KR R R KR

Eq1 Eq2 VS K (V2 V1 ) K : Gain diffrentiel


Montage Drivateur

C
-


V V 0
Avol .
+
Ve + U1A VS

I C Ve j C ; VS R I R
-

VS
j C R
Ve

vS (t ) RC
dve
dt
Montage Intgrateur

R
-

V V 0 Ve
+
+

VS
Ve 1 -

IR ; VS IC
R j C
VS 1

Ve j C R

vS (t ) ve (t ) dt
1
RC

Controlleur PID ( Automatique)
RA RB
- R1
+

Rk
RI CI
- R2
-
+
+
VS
CD
RD
- R3

VS +

( )
vU t
RK RB
VS
RK 1
( )
vS t dt
RK
RD CD
dvS
R1 RA R2 RI CI R3 dt
- 4 VDC

- 4 VDC -

?V
+

Exercice : A quoi est gale V?

Rponse :Rponse
V = + 8V
-

?V
+ 4 VDC +
+ 4 VDC

Calculer V ?
Solution : V=8V

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