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L3-PHY21.
Electronique
Analogique
TP 5
Montage à Amplificateur Opérationnel :
additionneur – soustracteur - Intégrateur…
1
I. Sommateur inverseur
On prendra R1 = R’1 = 22 kΩ et
R2 = 100 kΩ.
• Montrer que Vs = -a ( V1 + V’1). Préciser la
valeur de a.
1. Sommation de signaux de fréquences différentes :
Les signaux sinusoïdaux sont issus de deux GBF en atténuation de 20 dB. On règle V1 à
fréquence faible et amplitude assez faible (0.1V environ). On règle V’1 à fréquence élevée
(1kHz) et amplitude grande (0.5V).
• Mesurer les paramètres des deux signaux d’entrée.
• Observer Vs. Mesurer sa tension crête à crête, la fréquence de modulation d’amplitude, la
hauteur de cette modulation. Conclusions et interprétations.
2. Battements :
Régler les fréquences à la même valeur (1kHz par exemple). Régler également les amplitudes
à la même valeur.
• Observer le signal de sortie et le justifier.
II. Amplificateur soustracteur :
R1 = 22kΩ, R2 = 100kΩ, R3 = R4 = 47kΩ.
• Montrer que Vs = G+V+ - G-V- avec
G+ = (( R1 + R2 ) / R1) x R4 / ( R3 + R4 ) et
G- = R2 / R1.
• En utilisant un signal sinusoïdal (0.5 V et
500 Hz par exemple) et en mettant
successivement V+ et V- à la masse, mesurer
G+ et G-. Comparer cette mesure aux valeurs
théoriques.
• Pour terminer, réaliser la soustraction de
deux signaux de même fréquence que vous
présenterai sous forme de chronogrammes.
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III. Montage intégrateur : tension de décalage et courant de polarisation
Re = 10kΩ
C = 0.1µF
R
K : interrupteur simulé
par un fil.
1. R est infinie :
• K étant ouvert trouver la relation théorique liant Vs à Ve.
• Observer Vs à l’oscilloscope avec Ve : signal carré, 1000Hz, 1V.
On met Vs à zéro à l’instant t = 0 en abaissant l’interrupteur, puis on ouvre K. Le phénomène
observé s’interprète en tenant compte de la tension continue de décalage à l’entrée Vd = V- V+ (de l’ordre de 10mV) et du courant de polarisation continu Ib- (de l’ordre de 0.1µa).
En l’absence de R, ces phénomènes dus à la non symétrie de l’A.O. et de ses alimentations
produisent un courant dont l’ordre de grandeur Im est Ib- + Vd/Re et qui charge en
permanence le condensateur C ; la tension Vs croît ainsi jusqu’à la valeur de saturation.
La durée du phénomène dépend de C et de Im.
• Evaluer un ordre de grandeur de ce courant en mesurant la durée de la charge de C.
2. R = 100 kΩ :
Ouvrir K ; La tension de sortie Vs se stabilise en continu à R.Im au lieu de Vsat.
• Observer et commenter le signal de sortie avec en entrée une tension carrée, triangulaire
puis sinusoïdale à 1000Hz. A-t-on une bonne intégration du signal d’entrée ?
• Haute fréquence : le montage atténue les hautes fréquences et l’A.O. lui-même est limité en
fréquence. Augmenter la fréquence et observer la variation du signal intégré. Interpréter le
phénomène observé.
• Basse fréquence : le circuit RC parallèle n’est équivalent à une capacité que si R>>1/Cω.
Pour quelle gamme de fréquence peut-on dire que le montage est un intégrateur correct ?
Observer et commenter le phénomène en basse fréquence avec un signal carré.
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IV. Comparateurs :
On n’utilise plus l’A.O. en régime linéaire ; il est normalement saturé a V+sat ou V-sat. La ddp
Vd entre les deux entrées V+ et V- n’est plus nulle. Il n’y a plus de boucle de rétroaction.
1. Comparateur simple :
• Réaliser le montage avec R1 = R2 = 10kΩ.
Régler
le
signal
d’entrée
à
approximativement 10V, 1000Hz en régime
sinusoïdal.
• Observer Ve et Vs ; mesurer les valeurs
caractéristiques de seuil de basculement et
des tensions de saturations.
• Représenter les courbes et justifier leur
allure.
• Observer Vs en fonction de Ve en mode Lissajous ; Représenter et justifier l ‘allure de la
courbe et ses paramètres.
• Augmenter alors la fréquence de Ve ; Qu’observer – vous ? Représenter et justifier vos
observations.
2. Comparateur à hystérésis :
• Réaliser le montage avec R1 = 22kΩ, R2 = 47kΩ,
Rc = 10kΩ et Ve sinusoïdal, 10V et 200Hz.
• Mesurer V+ et le comparer à sa valeur théorique.
• Observer Ve et Vs en fonction du temps puis en
mode Lissajous.
• Représenter les courbes, justifier leur allure et
déterminer les grandeurs caractéristiques de ce
comparateur..
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