2. 1
Amplificateurs Opérationnels
I. Objectif tu TP :
Ce TP a pour objectif d’observer le comportement de l’amplificateur à travers ses
montages fondamentaux, doncdedécouvrir lesfonctionsqu’ilpeut réaliser.
II. Définition :
Il s'agit d'un composant électronique qui permet d'effectuer une amplification
différentiellesousformed'opérationmathématiquesimple(addition, soustraction,
multiplication) et quipossèdeau moins 5 broches de connexion :
• 1 entrée inverseusenotée "-" .
• 1 entrée non-inverseusenotée "+" .
• 1 sortie.
• 2 broches "-V" et "+V" (ou "V-" et "V+")pour son alimentation en tension.
3. 2
III. Partie théorique :
1-1) L’expression delatension de sortie Vs en fonction de R1, R2 etVe :
• R Entrée = ∞ ⇒ i- = i+ = 0
• Pour le régime linéaire on a : 𝜀 = 0 ⇒ 𝑉+
= 𝑉−
𝑽𝒔 = 𝒇(𝑽𝒆)
• Appliquons lethéorème de Millman au point E - :
𝑉−
=
𝑉
𝑒
𝑅1
+
𝑉
𝑠
𝑅2
1
𝑅1
+
1
𝑅2
= 𝑉+
= 0
𝑅2.𝑉
𝑒 + 𝑅1𝑉
𝑠 = 0
𝑽𝒔 = −
𝑹𝟐
𝑹𝟏
. 𝑽𝒆
1-2) L’expression et la valeur du gain G de l’amplificateur inverseur dans les 3
cas :
On a toujours : 𝑮 =
𝒔𝒐𝒓𝒕𝒊𝒆
𝒆𝒏𝒕𝒓é𝒆
=
𝑽𝒔
𝑽𝒆
= |−
𝑹𝟐
𝑹𝟏
| =
𝑹𝟐
𝑹𝟏
Cas 1 : 𝐺 =
10 𝑘
10 𝑘
= 𝟏 (Inverseur)
Cas 2 : 𝐺 =
20 𝑘
10 𝑘
= 𝟐 (Inverseur +amplificateur)
i-
i+
V+
i1
i2
V-
E E-
E+
4. 3
Cas 3 : 𝐺 =
50 𝑘
100 𝑘
= 𝟎, 𝟓 (Inverseur +atténuateur)
1-3) Latension desortie Vs :
Cas 1 : 𝑉
𝑠 = −1 × 0,5 = −𝟎, 𝟓 𝐕
Cas 2 : 𝑉
𝑠 = −2 × 0,5 = −𝟏 𝐕
Cas 3 : 𝑉
𝑠 = −0,5 × 0,5 = −𝟎, 𝟐𝟓 𝐕
1-4) Lacourbedela tension de sortie pour les trois cas :
IV. Partie pratique :
Réalisation du montage d’amplificateur inverseur sur une maquette
électronique :
• Premièrementon a calculé la valeur destrois résistances de la maquette :
5. 4
R7 = 10 . 103 Ω = 10 kΩ
R13 = 10 . 103 Ω = 10 kΩ
R14 = 10 . 102 Ω = 1 kΩ
R15 = 10 . 104 Ω = 100 kΩ
Cas 1 (R2 = R13 = 10 kΩ) :
• On a réglé la fréquence f en GBF jusqu’àla valeur Ve = 0,5 V :
6. 5
• Visualisation du signale à l’oscilloscope :
Ve = 500 mV et Vs = - 500 mV
Doncil est inverseur car R1 = R2 = 10 kΩ => G = 1
Cas 2 (R2 = R14 = 1 kΩ) :
R13
7. 6
• Visualisation du signale à l’oscilloscope :
Ve = 500 mV et Vs = - 50 mV doncil est atténuateur car R1 > R2 => G = 0,1
Cas 3 (R2 = R15 = 100 kΩ) :
• Visualisation du signale à l’oscilloscope :
Ve = 500 mV et Vs = - 5 V doncil est amplificateur car R2 > R1 => G = 10
