APPLICATIONS DIVERSES DE L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL

 

 

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BUT DE LA MANIPULATION :

Caractériser les montages fondamentaux de l'électronique analogique en vue de la conception de circuit microélectronique.

 

L'annexe II en fin de fascicule donne quelques rappels fondamentaux sur l'amplificateur opérationnel. On y trouve également les caractéristiques de l'amplificateur A1 type TL072.

 

I) Amplificateur inverseur

 

            Réaliser le montage suivant :

Figure 1

            Montrer que le gain du montage dans la bande passante s'écrit :

 

Vs/Ve=-R2/R1

 

et que son impédance d'entrée est égale à R1.

 

            En se plaçant dans la bande passante relever la caractéristique de transfert vs = f(ve) en utilisant l'oscilloscope en X-Y.

 

            Mesurer le gain du montage et la fréquence de coupure haute du montage.

 

            Montrer qu'en fonction du gain A de l'amplificateur en boucle ouverte le gain du montage s'écrit :

 

            En utilisant la courbe A(f) donnée en annexe, retrouver l'ordre de grandeur de la bande passante du montage.

 

II) Amplificateur à bande étroite

 

            Réaliser le montage suivant :

 

Figure 2

            Déterminer théoriquement la fonction de transfert du montage sous la forme :

 

 

            - Relever expérimentalement les réponses en amplitude et en phase.

            - Confronter les résultats théoriques et expérimentaux.

 

III) Montage additionneur

 

            Réaliser le montage suivant :

Figure 3

            Ecrire la fonction de transfert :

            vs = f(ve1, ve2)

 

            ve1 étant une tension sinusoïdale et ve2 une tension carrée, relever l'oscillogramme de la tension de sortie et vérifier qu'il satisfait bien la fonction de transfert écrite plus haut.

 

 

IV) Montage différentiateur

 

            Soit le montage différentiateur théorique suivant :

 

Figure 4

 

            - Etablir la relation Vs=-RC dVe/dt

 

            - Pour une entrée sinusoïdale représenter par le diagramme de Bode les réponses théoriques en amplitudes et en phase en utilisant les valeurs numériques indiquées.

 

            - Lorsque l'on réalise ce montage on constate qu'il est le siège d'oscillations.

            Expliquer pourquoi.

 

            Montrer qu'en plaçant une capacité C1 (que l'on prendra égale à 150 pF) en parallèle sur R ces oscillations disparaissent.

 

            La capacité C1 étant en place, relever expérimentalement les réponses en amplitude et en phase sur le même diagramme que précédemment.

 

            Conclure en n'oubliant pas le rôle joué par la réponse en fréquence du gain en boucle ouverte de l'amplificateur opérationnel.

 

            Relever la réponse à un signal carré.

            On ajustera pour cela l'amplitude d'entrée à une valeur telle qu'il n'y ait pas saturation

 

V) Trigger de Schmitt

 

            Etudier le montage suivant :

Figure 6

 

            - Observer et relever la réponse du montage à une tension d'entrée triangulaire.

            - Observer et relever la courbe de transfert vs (ve) à l'oscilloscope (fonctionnant en X-Y).

            - Quel est le jeu du trigger.(on fera la mesure pour Vref = 0)

- Retrouver les résultats par le calcul

 

VI) Redresseur double alternance sans seuil

 

Soit le montage figure 7.

Figure 7

 

- Appliquer un signal sinusoïdal en Ve . Observer Vs

- Quelle astuce permet de s’affranchir du seuil des diodes ?

-  Justifier les valeurs des résistances 100K sur l'étage additionneur

- En déduire  un montage de détection crête sans seuil