Exercice 2

L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
1. Principe du fonctionnement en comparateur
1. But de l'amplification
Le rôle d'un amplificateur est d'amplifier la puissance . Le dipôle
générateur Dl (GBF) fournit au dipôle récepteur D2 ( résistance de 2.2k( )
une puissance P1 On note P1 la puissance fournie par le GBF à la résistance R2 u2
= [pic] ( P1 = (
On désire que la puissance P2 reçue par D2 soit supérieure à la puissance
P1. Pour cela, on intercale entre D1 et D2 un quadripôle assurant la
fonction amplification: Cet apport de puissance supplémentaire dans D2 est assuré par une source
d'énergie ( alimentation continue ) alimentant le quadripôle Q 1.2 Modèles de l'amplificateur opérationnel Modèle réel :
Si on branche le GBF à l'entrée et la résistance Ru à la sortie, le schéma
électrique devient :
On montre que P2 = [pic]. k2 ². [pic].E²eff
1. Donner l'expression littérale de [pic]= P2 . [pic]
1. Pour avoir le rapport [pic] le plus élevé possible, comment faut-
il choisir :
- RE ? - k2 ? - RS ?
Par souci de simplification, on pose ? ' e+ - e-
2. D'après le modèle parfait de l'amplificateur opérationnel ( A. O ),
exprimer vs en fonction de ( et de k2
3. Si k2 = 100000, représenter vs = f ( ( ) . On précisera les valeurs
remarquables de vs et de ( .( l'amplificateur opérationnel sera alimenté
sous deux tensions continue + 15 V et -15 V)
4. Que pensez-vous des valeurs de (max et de - (max ? Seront-elles
visibles sur un oscilloscope ? 5. Faites une conclusion
D'autre part, on a supposé RE = ?, donc on a : Symbole : 1.3 Méthode résolution exercice
1. Flécher (.
2. Exprimer ( en fonction des tensions d'entrée (de préférence,
utiliser la loi des potentiels à la place e la loi des mailles.
3. Chercher pour quelle valeur (de la tension d'entrée ) la tension (
est positive ( résoudre ( > 0 )
4. Faire la même chose pour ( < 0
5. Résoudre graphiquement l'exercice Rappel sur la définition d'une tension : Exemple L'amplificateur opérationnel est alimenté avec une tension + Vcc et -Vcc
avec Vcc = 15 V v 1 ( t ) est un signal triangulaire alternatif d'amplitude 3 V et de
fréquence f = 1 kHz ( voir annexe 1 )
1. Exprimer v 1 en fonction de ?
2. En déduire le chronogramme de vs sur l'annexe 1 en prenant pour
nouvelle échelle 1 carreau = 5 V pour vs Exercice 1
Exercice 2 Exercice 3 Le signal v1 est un signal sinusoïdal d'amplitude 4V. D'autre part, on
donne U2 = -2 V.
Tracer le chronogramme de vs ( t ) sur le même chronogramme en prenant
comme échelle pour vS ( t ) 1 carreau pour 5 V
Exercice 4
|[pic] | |[pic] |
| |[pic] | |
| | | | 2. Tracer vs en fonction de ve (v - =3V , Vsat=12V pour -4v