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Cours exposé
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques
email : nasser_baghdad @ yahoo.fr
UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
Pr . A. BAGHDAD 1
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 2
Contenu du programme
Chapitre I : Généralités
Chapitre II : Régime continu
Chapitre III : Régime alternatif sinusoïdal
Chapitre IV : Les quadripôles
Chapitre V : Les filtres passifs
Chapitre VI : Les diodes
Chapitre VII : Le transistor bipolaire
Chapitre VIII : L’amplificateur opérationnel
Partie A
Circuits électriques
Partie B
Circuits électroniques
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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Chapitre VIII
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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I. Généralités sur l’amplificateur opérationnel
II. Montages à régime linéaire indépendants de la fréquence
III. Montages à régime linéaire dépendants de la fréquence
IV. Montages à régime non linéaire
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
Sommaire
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 6
1°) Définition
2°) Symbole et notation
3°) Brochage
4°) Caractéristiques de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
5°) Schéma équivalent électrique de l ’amplificateur opérationnel
6°) Propriétés de de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
7°) Fonction de transfert de l’amplificateur opérationnel en boucle
ouverte
8°) Fonctionnement linéaire et non linéaire de l’amplificateur
opérationnel
9°) Différents modes de fonctionnement
10°) Hypothèses simplificatrices pour un fonctionnement en linéaire
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
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► Un amplificateur opérationnel (A.O.) est un macro-composant qui contient une
vingtaine de transistors (TB ou/et TEC) intégrés sur une même puce semi-conductrice
de dimension de l’ordre du mm2.
► La polarisation des transistors internes au composant AO est réalisée à l’aide de
deux alimentations continues symétriques V+ = 15V et V– = - 15V.
► L’AO est aussi appelé circuit intégré linéaire (C.I.L.).
► L'amplificateur opérationnel peut être utilisé dans un grand nombre de montages
pour, comme son nom l'indique, réaliser de l’amplification ou/et effectuer des
opérations (mathématiques).
1°) Définition
Circuit Intégré (C.I.L)
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Amplificateur opérationnel
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V+ = + 15 V : tension positive d’alimentation.
V- = - 15 V : tension négative d’alimentation.
e+ : borne d’entrée non inverseuse.
e- : borne d’entrée inverseuse.
I+ : courant d’entrée non inverseuse
I- : courant d’entrée inverseuse
ε = e+ - e- : tension différentielle d’entrée
s : borne de sortie.
2°) Symbole et notation
Européen
Masse externe
s
V+
V-
ε
I-
I+
e-
e+
Américain
e-
e+
s
V+
V-
ε
Masse externe
I-
I+
s = G0 . ε
G0 ≈ 105
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■ Le triangle « ►» est le symbole de l’amplification et rappelle qu’il s’agit d’un
composant unidirectionnel
■ Le symbole « ∞ » qui se trouve à l’intérieur du schéma du composant signifie que
l’on peut idéaliser la caractéristique de transfert de l’AIL.
Remarque :
Européen
Masse externe
s
V+
V-
ε
I-
I+
e-
e+
Américain
e-
e+
s
V+
V-
ε
Masse externe
I-
I+
G0
■ G0 : amplification en tension statique en boucle ouverte (ou gain continu) (ou gain
en tension différentielle statique).
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► Dans le symbole simplifié de l’amplificateur opérationnel (l’alimentation n’est pas
toujours représentée car elle n’intervient pas dans le calcul, mais elle est
indispensable en pratique).
► L’AO ne possède pas de masse propre à lui, la masse externe sera donc ôtée du
symbole.
► L’AO sera considéré tout le temps idéal, donc I+ = I- = 0, les courants des entrées
seront retirés du symbole.
► On s’intéressera à l’utilisation de l’AO en fonctionnement linéaire, donc ε = 0
et e+ = e-, la tension différentielle sera donc retirée du symbole.
Symbole simplifié
e-
e+
e-
e+
s s
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■ La masse des alimentations symétriques est la référence de tous les potentiels
■ Il possède 8 bornes (ou 8 broches) mais 5 bornes sont généralement utilisées :
3°) Brochage
+ - + -
7 4
Masse externe
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■ Impédance d’entrée différentielle très élevée : ZE = RE ≥ 1 MΩ
■ Impédance de sortie très faible : ZS = RS ≤ 50 Ω
■ Gain en tension différentielle statique (ou gain continu) très élevé : G0 ≈ 105
Amplificateur réel en BO
Amplificateur idéal en BO
■ Impédance d’entrée différentielle : ZE = RE ≈ ∞ ===> I- = I+ = 0
■ Impédance de sortie : ZS = RS ≈ 0 Ω
■ Gain différentielle statique : G0 ≈ ∞
4°) Caractéristiques de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
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5°) Schéma équivalent électrique de l ’amplificateur opérationnel
Amplificateur réel (AOR) en BO
Amplificateur idéal (AOI) en BO
AOI ===> I+ = I- = 0 car ZE = RE ~ ∞
ε = e+ - e- s ≈ ∞~
e-
e+
ε ∞
0
G0 (e+ - e-)
s
G0 ≈ ∞
ε = e+ - e- s = G0 ε~
e-
e+
ε ZE
ZS
G0 (e+ - e-)
s
G0 ≈ 105
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 












dBsoitGGf
TBFdispositifHzqcqf
sradqcqcoupuredepulsation
f
f
j
G
j
Gs
G c
c
cc
100100
100
/10
11 5
0
00




■ La bande passante BP ou la bande d’utilisation de l’AOR va de 0 à fc.
■ Comme fc = à qcq 100 Hz alors l’AO est un dispositif TBF (de 0 à 30 kHz)
■ L’AOR en BO se comporte comme un filtre passe-bas actif du 1er ordre
AO en BO est un dispositif TBF
■ L’amplification en tension (ou gain en boucle ouverte) dépend de la fréquence.
6°) Propriétés de de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
Amplificateur réel en BO
)(dBG
G0 (dB) = 100 dB
- 20 dB/décade
F.P.B.
20 dB
40 dB
60 dB
80 dB
0 dB
1 10 102 103
décade
20 dB
Réponse idéale
(asymptotique)
 flog
G
f
G0
Réponse réelle
Réponse idéale
(asymptotique)
fc0
G0/√2
F.P.B
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
ess
e
e
vGvvs
vee
ve
e







 


0
0

► La fonction de transfert s = f(ε) est fournie en fonctionnement de l’AO en BO
7°) Fonction de transfert de l’AO en boucle Ouverte : s = f (ε )
Amplificateur réel en BO : G0 ≈ 105
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOR en BO
ε
s
-Vsat
+Vsat
ε = e+ - e-
Zone 3
Zone 2
Zone 1
∆ε
εm de qcq mV
mm  
Régime saturé
Régime saturé
Régime linéaire
+εm
-εm
m
m 
m
m
 s
t
+ Vsat ≈ V+ – (1 à 2 V)
- Vsat ≈ V- + (1 à 2 V)
+ Vsat
- Vsat
VVsat 5,13
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On distingue trois zones de fonctionnement :
• Zone 1 : s = G0 ε
• Zone 2 : s = + Vsat
• Zone 3 : s = - Vsat
► Dans le domaine linéaire :
5
500 10
10.13
5,13
.2
.2



 
V
VVss
GavecGs
m
sat


VmVm
5
10.1313,0 

VVsoitVàVV satsat 5,1321  

s
-Vsat
+Vsat
ε = e+ - e-
Zone 3
Zone 2
Zone 1
∆ε
εm de qcq mV
mm  
Régime saturé
Régime saturé
Régime linéaire
+εm
-εm
m
m 
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• Zone 1 se réduit à : ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat FL
• Zones 2 et 3 : si ε > 0 e+ > e- alors s = + Vsat FNL
si ε < 0 e+ < e- alors s = - Vsat
► On constate que la tension différentielle ε est très faible aux autres tensions du
circuit (de l’ordre du 1/10 du mvolt, le plus souvent) ; on pourra ainsi considérer, dans
la zone linéaire, que ε = 0 (ce qui revient à un gain infini) :
linéairedomaineledans
VVsmaisG
ss
eesoit
sat 







 
5,13
0
0
0


Si ε = 0 <====> e+ = e- alors FL
Amplificateur idéal en BO : G0 → ∞
temps
-Vsat
+Vsat
s
ε
G0 ~ ∞
s
ε = e+ - e-
-Vsat
+Vsat
Zone 3
Zone 2
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Fonctionnement non linéaire
FNLε s
Signal de sortie s n’a pas la même
forme que celui de l’entée e
ou complètement déformé
Fonctionnement linéaire
FLε s
Signal de sortie s a la même
forme que celui de l’entée e
En fonctionnement linéaire, la tension à amplifier ne pourra pas être appliquée directement entre
les bornes inverseuse ou/et non inverseuse : nécessité au préalable d’une boucle de rétroaction
8°) Fonctionnement linéaire et non linéaire de l’AO
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+
-
ve
vs
e-
e+
~
AOI en BO
ve
+ Vsat
- Vsat
0 T
vs
temps
ess
e
e
vGvvs
vee
ve
e







 


0
0

phasedeoppositionenvetv es
Exemple n°1 de FNL :








satVstatiquemmen
sentThéoriquem
petitmoindreLe
GAOI
Gs
:Pr
:
0
0


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vs








satVstatiquemmen
sentThéoriquem
petitmoindreLe
GAOI
Gs
:Pr
:
0
0


ess
e
e
vGvvs
vee
ve
e







 


0
0

phaseenvetv es
Exemple n°2 de FNL :
ve
+ Vsat
- Vsat
0 T
temps
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOI en BO
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00
0
BBetGGAutrement
VsVréactioncontreenAOI satsat

 
es
e
s
vv
ee
ve
ve







 


0
Exemple de FL :
es vv 
- Vsat
0 T
vs = ve
temps
+ Vsat
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOI en CR
1
e
s
v
v
G
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► Il existe 4 façons de faire fonctionner l’ AO :
AO en boucle ouverte
AO en réaction négative
(ou en rétroaction) ( ou en contre réaction)
AO en réaction positive (ou en réaction) AO en réaction positive et négative
discussion
ε = 0
ε = 0
ou
ε ≠ 0ε ≠ 0
ε ≠ 0 FNL
FNL
FL
FL
ou
FNL
CR (ou RN) ====> ε = 0 <====> e+ = e- alors FL
9°) Différents modes de fonctionnement
+
-
+
-
+
-
+
-
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Boucle ouverte ou Réaction positive :
Fonctionnement en régime saturé
(ou non linéaire)
Réaction négative (ou contre réaction) :
Fonctionnement en régime linéaire
ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat
si e+ > e- alors s = + Vsat
si e+ < e- alors s = - Vsat
La contre réaction : diminue le gain en tension et augmente la bande passante
+
-
+
-
+
-
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Résistance d’entrée infinie (AOI) ====> I+ = I- = 0
Contre réaction ====> ε = 0 <====> e+ = e-
Circuit de contre réaction peut être un fil, un dipôle ou un quadripôle
10°) Hypothèses simplificatrices pour un fonctionnement en linéaire
+
-
D
+
-
Q
+
-
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1°) Montages fondamentaux
2°) Montages particuliers
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Montage suiveur
1°) Montages fondamentaux
1
e
s
es
v
v
Gvv
+
-
ve
vs
~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0

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Montage amplificateur inverseur
1
2
1
2
R
R
v
v
Gv
R
R
v
e
s
es 
+
-
R2
ve
R1
vs~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0

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+
-
R0
ve
R0
vs~
e-
e+
Montage inverseur
1
0
0

e
s
ees
v
v
Gvv
R
R
v




eeCR
IIAOI
0
0

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Montage amplificateur non inverseur
1
2
1
2
11
R
R
v
v
Gv
R
R
v
e
s
es 






+
-
R2
ve
R1
vs
~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0

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Montage sommateur
 21 vvvs 
+
-
R3
v1
R1
vs~
v2
R2
~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0







 2
2
3
1
1
3
v
R
R
v
R
R
vs
0321 RRRRSi 
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Montage sommateur non inverseur
+
-
R4
R2
R3
R1
vs
e-
e+
v2 ~
v1 ~
21 VVVs 








 2
1
3
1
1
4
43
21
v
R
R
v
R
R
RR
RR
vs
04321 RRRRRSi 




eeCR
IIAOI
0
0

UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 34
Montage soustracteur
+
-
R3
R4
R2
R1
vs
e-
e+
v2 ~
v1 ~
 12
1
2
vv
R
R
vs 
04321 RRRRRSi 4231 RRetRRSi 
12 vvvs 








 1
1
2
2
43
21
1
4
v
R
R
v
RR
RR
R
R
vs




eeCR
IIAOI
0
0

UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 35
Montage intégrateur
    dttv
RC
tv es
1
+
-
C
ve
R
vs~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0

UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 36
Montage dérivateur
dt
dV
RCV e
s 
+
-
R
ve
C
vs~
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0

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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 37
Montage logarithmique
+
-
ve
R
vs
V
i
diode
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0








0
ln
RI
v
uv e
Ts
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 38
Vd
Id
diodeRappel :
→ La tension uT est correspond à la tension thermodynamique, d'une valeur de 25 mV environ à
l’ambiance.
→ Is correspond au courant de saturation de la diode D ou courant inverse, de qcq nA.








 1T
d
u
V
satd eII
→ Le courant à traversant la diode est donné par la relation :







s
d
Td
u
V
sd
I
I
uValorseIIsidirectEn T
d
ln:
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 39
Montage anti-logarithmique (ou exponentiel)
diode
+
-
ve
R
vs
V
i
e-
e+




eeCR
IIAOI
0
0








T
e
ss
u
v
IRv exp
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 40
+
-
R
R
vs
v2
C
v1
C
e+
e-
Montage intégrateur différentiel
        dttvtv
RC
tvs 12
1




eeCR
IIAOI
0
0

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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
2°) Montages particuliers
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 41
gs iRv 
Source de tension simple
~ vs
-
+R
v
iiRv
eeete
s
ggs 
 
00
vs
R
ig
+
-
e-
~ e+




eeCR
IIAOI
0
0

f.e.m
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 42
Source de tension amélioré
vs’
R1
ig
+
-
vs
R3
+
-R2




eeCR
IIAOI
0
0





eeCR
IIAOI
0
0

gs i
R
RR
v 


2
31
~ vs
+
-
f.e.m
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 43
+
-R1
R2
R4R3
vs
eg r
i
Source de courant
→ Fournit un courant i indépendant du circuit de charge (d'impédance r ici)
→ Montage nommé source de Howland




eeCR
IIAOI
0
0

3
3241
R
e
iRRRRSi
g

~
i
c.e.m
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 44
vs
v1
R2
RG
+
-
+
-
R1
v2
+
-
R0R0
R0R0
S1
S2
Amplificateur d'instrumentation




eeCR
IIAOI
0
0

 21
12
1 vv
R
RR
v
G
s 




 

 213 vvvs 
021 RRRRSi G 
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 45
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 46
1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre
2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 47
CRjR
R
H
21
2
1
1


→ Gain d’un amplificateur inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
2
0
R
R
AH 
CR
fC
22
1


C
j
H
H




1
0
Configuration n°1
1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre
Filtre à contre
réaction simple
ve vs
+
-
R1
C
R2




eeCR
IIAOI
0
0

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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 48
CRjR
R
H








1
1
1
1
2
→ Gain d’un amplificateur non inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
2
0 1
R
R
AH 
CR
fC
2
1

C
j
H
H




1
0
Configuration n°2
ve vs
+
-
C
R2
R1
R
Filtre à contre
réaction simple




eeCR
IIAOI
0
0

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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 49


CRj
CRj
R
R
H
1
1
1
2
1
→ Gain d’un amplificateur inverseur :
→ Fréquence de coupure si :
1
2
0
R
R
H 
CR
fC
12
1


C
C
j
j
HH






1
0
Configuration n°1
2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre
ve vs
+
-
C
R2
R1
Filtre à contre
réaction simple




eeCR
IIAOI
0
0

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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 50


CRj
CRj
R
R
H








1
1
1
2
→ Gain d’un amplificateur non inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
2
0 1
R
R
HA 
CR
fC
2
1

C
C
j
j
HH






1
0
Configuration n°2
ve vs
+
-C
R2
R1
R
Filtre à contre
réaction simple 



eeCR
IIAOI
0
0

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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 51
UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 52
1°) Comparateurs simples de valeur relative
2°) Comparateurs simples de valeur absolue
3°) Comparateurs à seuils ou à hystéresis (ou triggers de Scmitt)
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 53
► On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives
de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur.
Montages comparateurs simples de valeur relative
E0
Ve
Vs
+
_
+
_~ Vs
+
_
+
_~
Comparateur
non inverseur
Comparateur
inverseur
AOI en BO AOI en BO
En permutant Ve(t) et V0, on obtient
E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0
E0
Ve
1°) Comparateurs simples de valeur relative
Sortie
binaire
Sortie
binaire
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 54
Montage comparateur simple non inverseur de valeur relative :
Montage n°1
Montage n°2
+
Montage n°3
+
Ve
Vs
+
_
~
VREF = E0 = 0
E0
Ve
Vs
+
_
+
_~
E0 > 0
E0
Ve
Vs
_
+
_
~
E0 < 0
+
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 55
t
Vs
+ Vemax
Ve
t
E0
- Vemax
+ Vsat
 
  



VVsVee
VVsVee
sate
sate
00
00


seuil
Montage n°1
tbasculemendeseuil
Ve
:0
00  
Chronogrammes
- Vsat
Si Ve = E0 = 0 basculement
+
e-
Ve
Vs
+
_e+
~ VREF = E0 = 0E0
Ve > 0
Ve < 0
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 56
t
Vs
+ Vemax
Ve
t
E0
- Vemax
Ve > E0
Ve < E0
Si Ve = E0  basculement
 
  



VVsVVee
VVsVVee
sate
sate
0
0
0
0


seuil
tbasculemendeseuilV
VVe
:
0
0
0  
Montage n°2
Chronogrammes
E0
Ve
Vs
+
_
+
_~
E0 > 0
+ Vsat
- Vsat
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 57
Fonctions de transfert des comparateurs simples non inverseurs
Vs
-Vsat
+Vsat
0
Ve
satse
satse
eREFe
VVEV
VVEV
EVVVee


 
0
0
0
0
0



Vs
-Vsat
+Vsat
0
Ve
00  EVREF
0 0
0 0
00  EVREF
+
e-
Ve
Vs
+
_e+
~ VREF = E0 = 0E0 E0
Ve
Vs
+
_
+
_~
E0 > 0
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PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 58
► On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives
de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur.
Montages comparateurs simples de valeur absolue
E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0
E0
Ve
Vs
+
_+
_~
R1
R2
e-
e+
Comparateur
non inverseurAOI en BO
Sortie
binaire
E0
Ve
Vs
+
_
+
_~
R1
R2
e-
e+
Comparateur
inverseur
AOI en BO
Sortie
binaire
2°) Comparateurs simples de valeur absolue
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 59
Montage n°1
VREF = V0 = 0E0
Ve
Vs
+
_
~
R1
R2
e-
e+
Montage n°2
V0 > 0VE0
Ve
Vs
+
_+
_~
R1
R2
e-
e+
V0 < 0
Montage n°3
E0
Ve
Vs
+
_
+
_
~
R1
R2
e-
e+
Montage comparateur simple non inverseur de valeur absolue :
UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA
DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 60
Montage n°1
VREF = E0 = 0E0
Ve
Vs
+
_
~
R1
R2
e-
e+
0:00
0:0
21
2
21
2















 
seuilee
e
VSeuilV
RR
R
V
eesitBasculemen
RR
R
Veete
seuileesatS
seuileesatS
VVVeesiVV
VVVeesiVV




0
0
0eVsitBasculemen 0seuilV
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 61
Montage n°2
E0 > 0E0
Ve
Vs
+
_+
_~
R1
R2
e-
e+
0
2
1
0
2
1
21
2
21
1
0
21
2
21
1
0
:0
0:0
E
R
R
VSeuilE
R
R
V
RR
R
V
RR
R
E
eesitBasculemen
RR
R
V
RR
R
Eeete
seuilee
e









































 
seuileesatS
seuileesatS
VE
R
R
V
RR
R
V
RR
R
EeesiVV
VE
R
R
V
RR
R
V
RR
R
EeesiVV
































0
2
1
21
2
21
1
0
0
2
1
21
2
21
1
0
0
0
0
2
1
E
R
R
VsitBasculemen e 





 0seuilV
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DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES
PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 62
+ Vemax
Ve
t
- Vemax
Ve >Vseuil
Ve < Vseuil
Si Ve = Vseuil  basculement
Vseuil
t
Vs
0
2
1
V
R
R
VVsitBasculemen seuile 






seuilesatS
seuilesatS
VV
R
R
VsiVV
VV
R
R
VsiVV


0
2
1
0
2
1
Chronogrammes
+ Vsat
- Vsat
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seuilesatS
seuilesatS
VE
R
R
VsiVV
VE
R
R
VsiVV


0
2
1
0
2
1
Vs
-Vsat
+Vsat
0seuilV
Ve > Vseuil
Ve < Vseuil
Ve
Fonction de transfert
0
2
1
E
R
R
VVsitBasculemen seuile 






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3°) Comparateurs à seuils ou à hystérésis (Trigger de Schmitt)
e2
e1
Vs
+
_
+
_
R2
R1
~
e1
e2
Vs
+
_+
_
R2
R1
~
► Dans le cas général, les entrées e1 et e2 du montage reçoivent d’une part le signal à
comparer ve(t) et d’autre part une tension de référence VREF = E0
Trigger
inverseur
Trigger non
inverseur
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Montage comparateur à hystérésis non inverseur (Trigger non inverseur) :
E0
Vs
+
_
R2
R1
~
E0
Vs
+
_
+
_
R2
R1
~ E0
Vs
+
_
+
_
R2
R1
~
Montage n°1
VREF = E0 = 0
Montage n°2
E0 > 0
Montage n°3
E0 < 0
Ve
Ve
Ve
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Montage n°1
VREF = E0 = 0E0
Ve
Vs
+
_
R2
R1
~
SatSSatBH
SeeS
es
VVcarV
R
R
VVseuilsLes
V
R
R
V
RR
R
V
RR
R
V
eesitBasculemenEeet
RR
R
V
RR
R
Ve










































 
2
1
/2/1
2
1
21
2
21
1
0
21
2
21
1
:
0
0
VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui
font changer la valeur de la sortie Vs
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SatBSatH
SeeS
es
V
R
R
VetV
R
R
VseuilsLes
V
R
R
V
RR
R
V
RR
R
V
eesitBasculemeneet
RR
R
V
RR
R
Ve
















































 
2
1
2
1
2
1
21
2
21
1
21
2
21
1
:2
0
00
HeesatsatS
BeesatsatS
VV
R
R
V
RR
R
V
RR
R
VeealorsVVLorsque
VV
R
R
V
RR
R
V
RR
R
VeealorsVVLorsque












































0
2
1
21
2
21
1
0
2
1
21
2
21
1
0
0
satSHe
satSBe
VVVVSi
VVVVSi


satSHe
satSBe
VVVVSi
VVVVSi


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BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV


 
 Bsatsats
ème
Hsatsats
èr
VseuilVàVdepasseVcycle
VseuilVàVdepasseVcycle
::2
::1


Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve)
Vs
Ve
VB VH
+ Vsat
- Vsat
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VH
VB
Ve
t
t
Vs
+Vsat
-Vsat
BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV


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Montage n°2
E0 > 0
E0
Ve
Vs
+
_
+
_
R2
R1
~
SatBH
SeeS
es
V
R
R
E
R
RR
VVseuilsLes
V
R
R
E
R
RR
V
RR
R
V
RR
R
VE
eesitBasculemenEeet
RR
R
V
RR
R
Ve











 












 





























 
2
1
0
1
21
/2/1
2
1
0
1
21
21
2
21
1
0
0
21
2
21
1
:
VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui
font changer la valeur de la sortie Vs
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SatBSatH
SeeS
es
V
R
R
V
R
RR
VetV
R
R
V
R
RR
VseuilsLes
V
R
R
V
R
RR
V
RR
R
V
RR
R
VV
eesitBasculemenVeet
RR
R
V
RR
R
Ve











 











 












 





























 
2
1
0
2
21
2
1
0
2
21
2
1
0
2
21
21
2
21
1
0
0
21
2
21
1
:
HsateesatsatS
BsateesatsatS
VV
R
R
V
R
RR
VV
RR
R
V
RR
R
VeealorsVVLorsque
VV
R
R
V
R
RR
VV
RR
R
V
RR
R
VeealorsVVLorsque











 


























 

















2
1
0
2
21
0
21
2
21
1
2
1
0
2
21
0
21
2
21
1
satSHe
satSBe
VVVVSi
VVVVSi


0 < V0 < Vsat
0HV 0BV
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satSBe
satSHe
VVVVSi
VVVVSi

  
 Hsatsats
ème
Bsatsats
èr
VseuilVàVdepasseVcycle
VseuilVàVdepasseVcycle
::2
::1


Vs
Ve
VB VH
+ Vsat
- Vsat
Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve)
BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV


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Fin du chapitre VIII
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Fin de l’exposé de cours
Module : E141
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  • 1. Cours exposé FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques email : nasser_baghdad @ yahoo.fr UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Pr . A. BAGHDAD 1
  • 2. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 2 Contenu du programme Chapitre I : Généralités Chapitre II : Régime continu Chapitre III : Régime alternatif sinusoïdal Chapitre IV : Les quadripôles Chapitre V : Les filtres passifs Chapitre VI : Les diodes Chapitre VII : Le transistor bipolaire Chapitre VIII : L’amplificateur opérationnel Partie A Circuits électriques Partie B Circuits électroniques UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 3. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 3 Chapitre VIII UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 4. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 4 I. Généralités sur l’amplificateur opérationnel II. Montages à régime linéaire indépendants de la fréquence III. Montages à régime linéaire dépendants de la fréquence IV. Montages à régime non linéaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Sommaire
  • 5. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 5 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 6. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 6 1°) Définition 2°) Symbole et notation 3°) Brochage 4°) Caractéristiques de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte 5°) Schéma équivalent électrique de l ’amplificateur opérationnel 6°) Propriétés de de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte 7°) Fonction de transfert de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte 8°) Fonctionnement linéaire et non linéaire de l’amplificateur opérationnel 9°) Différents modes de fonctionnement 10°) Hypothèses simplificatrices pour un fonctionnement en linéaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 7. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 7 ► Un amplificateur opérationnel (A.O.) est un macro-composant qui contient une vingtaine de transistors (TB ou/et TEC) intégrés sur une même puce semi-conductrice de dimension de l’ordre du mm2. ► La polarisation des transistors internes au composant AO est réalisée à l’aide de deux alimentations continues symétriques V+ = 15V et V– = - 15V. ► L’AO est aussi appelé circuit intégré linéaire (C.I.L.). ► L'amplificateur opérationnel peut être utilisé dans un grand nombre de montages pour, comme son nom l'indique, réaliser de l’amplification ou/et effectuer des opérations (mathématiques). 1°) Définition Circuit Intégré (C.I.L) UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 8. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 8 Amplificateur opérationnel UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 9. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 9 V+ = + 15 V : tension positive d’alimentation. V- = - 15 V : tension négative d’alimentation. e+ : borne d’entrée non inverseuse. e- : borne d’entrée inverseuse. I+ : courant d’entrée non inverseuse I- : courant d’entrée inverseuse ε = e+ - e- : tension différentielle d’entrée s : borne de sortie. 2°) Symbole et notation Européen Masse externe s V+ V- ε I- I+ e- e+ Américain e- e+ s V+ V- ε Masse externe I- I+ s = G0 . ε G0 ≈ 105 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 10. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 10 ■ Le triangle « ►» est le symbole de l’amplification et rappelle qu’il s’agit d’un composant unidirectionnel ■ Le symbole « ∞ » qui se trouve à l’intérieur du schéma du composant signifie que l’on peut idéaliser la caractéristique de transfert de l’AIL. Remarque : Européen Masse externe s V+ V- ε I- I+ e- e+ Américain e- e+ s V+ V- ε Masse externe I- I+ G0 ■ G0 : amplification en tension statique en boucle ouverte (ou gain continu) (ou gain en tension différentielle statique). UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 11. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 11 ► Dans le symbole simplifié de l’amplificateur opérationnel (l’alimentation n’est pas toujours représentée car elle n’intervient pas dans le calcul, mais elle est indispensable en pratique). ► L’AO ne possède pas de masse propre à lui, la masse externe sera donc ôtée du symbole. ► L’AO sera considéré tout le temps idéal, donc I+ = I- = 0, les courants des entrées seront retirés du symbole. ► On s’intéressera à l’utilisation de l’AO en fonctionnement linéaire, donc ε = 0 et e+ = e-, la tension différentielle sera donc retirée du symbole. Symbole simplifié e- e+ e- e+ s s UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 12. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 12 ■ La masse des alimentations symétriques est la référence de tous les potentiels ■ Il possède 8 bornes (ou 8 broches) mais 5 bornes sont généralement utilisées : 3°) Brochage + - + - 7 4 Masse externe UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 13. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 13 ■ Impédance d’entrée différentielle très élevée : ZE = RE ≥ 1 MΩ ■ Impédance de sortie très faible : ZS = RS ≤ 50 Ω ■ Gain en tension différentielle statique (ou gain continu) très élevé : G0 ≈ 105 Amplificateur réel en BO Amplificateur idéal en BO ■ Impédance d’entrée différentielle : ZE = RE ≈ ∞ ===> I- = I+ = 0 ■ Impédance de sortie : ZS = RS ≈ 0 Ω ■ Gain différentielle statique : G0 ≈ ∞ 4°) Caractéristiques de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 14. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 14 5°) Schéma équivalent électrique de l ’amplificateur opérationnel Amplificateur réel (AOR) en BO Amplificateur idéal (AOI) en BO AOI ===> I+ = I- = 0 car ZE = RE ~ ∞ ε = e+ - e- s ≈ ∞~ e- e+ ε ∞ 0 G0 (e+ - e-) s G0 ≈ ∞ ε = e+ - e- s = G0 ε~ e- e+ ε ZE ZS G0 (e+ - e-) s G0 ≈ 105 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 15. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 15               dBsoitGGf TBFdispositifHzqcqf sradqcqcoupuredepulsation f f j G j Gs G c c cc 100100 100 /10 11 5 0 00     ■ La bande passante BP ou la bande d’utilisation de l’AOR va de 0 à fc. ■ Comme fc = à qcq 100 Hz alors l’AO est un dispositif TBF (de 0 à 30 kHz) ■ L’AOR en BO se comporte comme un filtre passe-bas actif du 1er ordre AO en BO est un dispositif TBF ■ L’amplification en tension (ou gain en boucle ouverte) dépend de la fréquence. 6°) Propriétés de de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte Amplificateur réel en BO )(dBG G0 (dB) = 100 dB - 20 dB/décade F.P.B. 20 dB 40 dB 60 dB 80 dB 0 dB 1 10 102 103 décade 20 dB Réponse idéale (asymptotique)  flog G f G0 Réponse réelle Réponse idéale (asymptotique) fc0 G0/√2 F.P.B UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 16. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 16 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE ess e e vGvvs vee ve e            0 0  ► La fonction de transfert s = f(ε) est fournie en fonctionnement de l’AO en BO 7°) Fonction de transfert de l’AO en boucle Ouverte : s = f (ε ) Amplificateur réel en BO : G0 ≈ 105 + - ve vs ~ e- e+ AOR en BO ε s -Vsat +Vsat ε = e+ - e- Zone 3 Zone 2 Zone 1 ∆ε εm de qcq mV mm   Régime saturé Régime saturé Régime linéaire +εm -εm m m  m m  s t + Vsat ≈ V+ – (1 à 2 V) - Vsat ≈ V- + (1 à 2 V) + Vsat - Vsat VVsat 5,13
  • 17. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 17 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE On distingue trois zones de fonctionnement : • Zone 1 : s = G0 ε • Zone 2 : s = + Vsat • Zone 3 : s = - Vsat ► Dans le domaine linéaire : 5 500 10 10.13 5,13 .2 .2      V VVss GavecGs m sat   VmVm 5 10.1313,0   VVsoitVàVV satsat 5,1321    s -Vsat +Vsat ε = e+ - e- Zone 3 Zone 2 Zone 1 ∆ε εm de qcq mV mm   Régime saturé Régime saturé Régime linéaire +εm -εm m m 
  • 18. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 18 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE • Zone 1 se réduit à : ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat FL • Zones 2 et 3 : si ε > 0 e+ > e- alors s = + Vsat FNL si ε < 0 e+ < e- alors s = - Vsat ► On constate que la tension différentielle ε est très faible aux autres tensions du circuit (de l’ordre du 1/10 du mvolt, le plus souvent) ; on pourra ainsi considérer, dans la zone linéaire, que ε = 0 (ce qui revient à un gain infini) : linéairedomaineledans VVsmaisG ss eesoit sat           5,13 0 0 0   Si ε = 0 <====> e+ = e- alors FL Amplificateur idéal en BO : G0 → ∞ temps -Vsat +Vsat s ε G0 ~ ∞ s ε = e+ - e- -Vsat +Vsat Zone 3 Zone 2
  • 19. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 19 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE Fonctionnement non linéaire FNLε s Signal de sortie s n’a pas la même forme que celui de l’entée e ou complètement déformé Fonctionnement linéaire FLε s Signal de sortie s a la même forme que celui de l’entée e En fonctionnement linéaire, la tension à amplifier ne pourra pas être appliquée directement entre les bornes inverseuse ou/et non inverseuse : nécessité au préalable d’une boucle de rétroaction 8°) Fonctionnement linéaire et non linéaire de l’AO
  • 20. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 20 + - ve vs e- e+ ~ AOI en BO ve + Vsat - Vsat 0 T vs temps ess e e vGvvs vee ve e            0 0  phasedeoppositionenvetv es Exemple n°1 de FNL :         satVstatiquemmen sentThéoriquem petitmoindreLe GAOI Gs :Pr : 0 0   UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 21. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 21 vs         satVstatiquemmen sentThéoriquem petitmoindreLe GAOI Gs :Pr : 0 0   ess e e vGvvs vee ve e            0 0  phaseenvetv es Exemple n°2 de FNL : ve + Vsat - Vsat 0 T temps + - ve vs ~ e- e+ AOI en BO UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 22. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 22 00 0 BBetGGAutrement VsVréactioncontreenAOI satsat    es e s vv ee ve ve            0 Exemple de FL : es vv  - Vsat 0 T vs = ve temps + Vsat + - ve vs ~ e- e+ AOI en CR 1 e s v v G UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 23. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 23 ► Il existe 4 façons de faire fonctionner l’ AO : AO en boucle ouverte AO en réaction négative (ou en rétroaction) ( ou en contre réaction) AO en réaction positive (ou en réaction) AO en réaction positive et négative discussion ε = 0 ε = 0 ou ε ≠ 0ε ≠ 0 ε ≠ 0 FNL FNL FL FL ou FNL CR (ou RN) ====> ε = 0 <====> e+ = e- alors FL 9°) Différents modes de fonctionnement + - + - + - + - UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 24. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 24 Boucle ouverte ou Réaction positive : Fonctionnement en régime saturé (ou non linéaire) Réaction négative (ou contre réaction) : Fonctionnement en régime linéaire ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat si e+ > e- alors s = + Vsat si e+ < e- alors s = - Vsat La contre réaction : diminue le gain en tension et augmente la bande passante + - + - + - UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 25. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 25 Résistance d’entrée infinie (AOI) ====> I+ = I- = 0 Contre réaction ====> ε = 0 <====> e+ = e- Circuit de contre réaction peut être un fil, un dipôle ou un quadripôle 10°) Hypothèses simplificatrices pour un fonctionnement en linéaire + - D + - Q + - UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 26. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 26 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 27. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 27 1°) Montages fondamentaux 2°) Montages particuliers UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 28. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 28 Montage suiveur 1°) Montages fondamentaux 1 e s es v v Gvv + - ve vs ~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 29. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 29 Montage amplificateur inverseur 1 2 1 2 R R v v Gv R R v e s es  + - R2 ve R1 vs~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 30. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 30 + - R0 ve R0 vs~ e- e+ Montage inverseur 1 0 0  e s ees v v Gvv R R v     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 31. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 31 Montage amplificateur non inverseur 1 2 1 2 11 R R v v Gv R R v e s es        + - R2 ve R1 vs ~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 32. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 32 Montage sommateur  21 vvvs  + - R3 v1 R1 vs~ v2 R2 ~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0         2 2 3 1 1 3 v R R v R R vs 0321 RRRRSi  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 33. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 33 Montage sommateur non inverseur + - R4 R2 R3 R1 vs e- e+ v2 ~ v1 ~ 21 VVVs           2 1 3 1 1 4 43 21 v R R v R R RR RR vs 04321 RRRRRSi      eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 34. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 34 Montage soustracteur + - R3 R4 R2 R1 vs e- e+ v2 ~ v1 ~  12 1 2 vv R R vs  04321 RRRRRSi 4231 RRetRRSi  12 vvvs           1 1 2 2 43 21 1 4 v R R v RR RR R R vs     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 35. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 35 Montage intégrateur     dttv RC tv es 1 + - C ve R vs~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 36. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 36 Montage dérivateur dt dV RCV e s  + - R ve C vs~ e- e+     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 37. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 37 Montage logarithmique + - ve R vs V i diode e- e+     eeCR IIAOI 0 0         0 ln RI v uv e Ts UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 38. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 38 Vd Id diodeRappel : → La tension uT est correspond à la tension thermodynamique, d'une valeur de 25 mV environ à l’ambiance. → Is correspond au courant de saturation de la diode D ou courant inverse, de qcq nA.          1T d u V satd eII → Le courant à traversant la diode est donné par la relation :        s d Td u V sd I I uValorseIIsidirectEn T d ln: UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 39. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 39 Montage anti-logarithmique (ou exponentiel) diode + - ve R vs V i e- e+     eeCR IIAOI 0 0         T e ss u v IRv exp UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 40. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 40 + - R R vs v2 C v1 C e+ e- Montage intégrateur différentiel         dttvtv RC tvs 12 1     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE 2°) Montages particuliers
  • 41. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 41 gs iRv  Source de tension simple ~ vs - +R v iiRv eeete s ggs    00 vs R ig + - e- ~ e+     eeCR IIAOI 0 0  f.e.m UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 42. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 42 Source de tension amélioré vs’ R1 ig + - vs R3 + -R2     eeCR IIAOI 0 0      eeCR IIAOI 0 0  gs i R RR v    2 31 ~ vs + - f.e.m UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 43. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 43 + -R1 R2 R4R3 vs eg r i Source de courant → Fournit un courant i indépendant du circuit de charge (d'impédance r ici) → Montage nommé source de Howland     eeCR IIAOI 0 0  3 3241 R e iRRRRSi g  ~ i c.e.m UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 44. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 44 vs v1 R2 RG + - + - R1 v2 + - R0R0 R0R0 S1 S2 Amplificateur d'instrumentation     eeCR IIAOI 0 0   21 12 1 vv R RR v G s          213 vvvs  021 RRRRSi G  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 45. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 45 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 46. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 46 1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre 2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 47. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 47 CRjR R H 21 2 1 1   → Gain d’un amplificateur inverseur : → Fréquence de coupure : 1 2 0 R R AH  CR fC 22 1   C j H H     1 0 Configuration n°1 1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre Filtre à contre réaction simple ve vs + - R1 C R2     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 48. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 48 CRjR R H         1 1 1 1 2 → Gain d’un amplificateur non inverseur : → Fréquence de coupure : 1 2 0 1 R R AH  CR fC 2 1  C j H H     1 0 Configuration n°2 ve vs + - C R2 R1 R Filtre à contre réaction simple     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 49. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 49   CRj CRj R R H 1 1 1 2 1 → Gain d’un amplificateur inverseur : → Fréquence de coupure si : 1 2 0 R R H  CR fC 12 1   C C j j HH       1 0 Configuration n°1 2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre ve vs + - C R2 R1 Filtre à contre réaction simple     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 50. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 50   CRj CRj R R H         1 1 1 2 → Gain d’un amplificateur non inverseur : → Fréquence de coupure : 1 2 0 1 R R HA  CR fC 2 1  C C j j HH       1 0 Configuration n°2 ve vs + -C R2 R1 R Filtre à contre réaction simple     eeCR IIAOI 0 0  UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 51. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 51 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 52. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 52 1°) Comparateurs simples de valeur relative 2°) Comparateurs simples de valeur absolue 3°) Comparateurs à seuils ou à hystéresis (ou triggers de Scmitt) UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 53. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 53 ► On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur. Montages comparateurs simples de valeur relative E0 Ve Vs + _ + _~ Vs + _ + _~ Comparateur non inverseur Comparateur inverseur AOI en BO AOI en BO En permutant Ve(t) et V0, on obtient E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0 E0 Ve 1°) Comparateurs simples de valeur relative Sortie binaire Sortie binaire UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 54. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 54 Montage comparateur simple non inverseur de valeur relative : Montage n°1 Montage n°2 + Montage n°3 + Ve Vs + _ ~ VREF = E0 = 0 E0 Ve Vs + _ + _~ E0 > 0 E0 Ve Vs _ + _ ~ E0 < 0 + UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 55. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 55 t Vs + Vemax Ve t E0 - Vemax + Vsat         VVsVee VVsVee sate sate 00 00   seuil Montage n°1 tbasculemendeseuil Ve :0 00   Chronogrammes - Vsat Si Ve = E0 = 0 basculement + e- Ve Vs + _e+ ~ VREF = E0 = 0E0 Ve > 0 Ve < 0 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 56. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 56 t Vs + Vemax Ve t E0 - Vemax Ve > E0 Ve < E0 Si Ve = E0  basculement         VVsVVee VVsVVee sate sate 0 0 0 0   seuil tbasculemendeseuilV VVe : 0 0 0   Montage n°2 Chronogrammes E0 Ve Vs + _ + _~ E0 > 0 + Vsat - Vsat UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 57. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 57 Fonctions de transfert des comparateurs simples non inverseurs Vs -Vsat +Vsat 0 Ve satse satse eREFe VVEV VVEV EVVVee     0 0 0 0 0    Vs -Vsat +Vsat 0 Ve 00  EVREF 0 0 0 0 00  EVREF + e- Ve Vs + _e+ ~ VREF = E0 = 0E0 E0 Ve Vs + _ + _~ E0 > 0 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 58. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 58 ► On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur. Montages comparateurs simples de valeur absolue E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0 E0 Ve Vs + _+ _~ R1 R2 e- e+ Comparateur non inverseurAOI en BO Sortie binaire E0 Ve Vs + _ + _~ R1 R2 e- e+ Comparateur inverseur AOI en BO Sortie binaire 2°) Comparateurs simples de valeur absolue UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 59. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 59 Montage n°1 VREF = V0 = 0E0 Ve Vs + _ ~ R1 R2 e- e+ Montage n°2 V0 > 0VE0 Ve Vs + _+ _~ R1 R2 e- e+ V0 < 0 Montage n°3 E0 Ve Vs + _ + _ ~ R1 R2 e- e+ Montage comparateur simple non inverseur de valeur absolue : UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 60. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 60 Montage n°1 VREF = E0 = 0E0 Ve Vs + _ ~ R1 R2 e- e+ 0:00 0:0 21 2 21 2                  seuilee e VSeuilV RR R V eesitBasculemen RR R Veete seuileesatS seuileesatS VVVeesiVV VVVeesiVV     0 0 0eVsitBasculemen 0seuilV UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 61. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 61 Montage n°2 E0 > 0E0 Ve Vs + _+ _~ R1 R2 e- e+ 0 2 1 0 2 1 21 2 21 1 0 21 2 21 1 0 :0 0:0 E R R VSeuilE R R V RR R V RR R E eesitBasculemen RR R V RR R Eeete seuilee e                                            seuileesatS seuileesatS VE R R V RR R V RR R EeesiVV VE R R V RR R V RR R EeesiVV                                 0 2 1 21 2 21 1 0 0 2 1 21 2 21 1 0 0 0 0 2 1 E R R VsitBasculemen e        0seuilV UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 62. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 62 + Vemax Ve t - Vemax Ve >Vseuil Ve < Vseuil Si Ve = Vseuil  basculement Vseuil t Vs 0 2 1 V R R VVsitBasculemen seuile        seuilesatS seuilesatS VV R R VsiVV VV R R VsiVV   0 2 1 0 2 1 Chronogrammes + Vsat - Vsat UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 63. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 63 seuilesatS seuilesatS VE R R VsiVV VE R R VsiVV   0 2 1 0 2 1 Vs -Vsat +Vsat 0seuilV Ve > Vseuil Ve < Vseuil Ve Fonction de transfert 0 2 1 E R R VVsitBasculemen seuile        UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 64. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 64 3°) Comparateurs à seuils ou à hystérésis (Trigger de Schmitt) e2 e1 Vs + _ + _ R2 R1 ~ e1 e2 Vs + _+ _ R2 R1 ~ ► Dans le cas général, les entrées e1 et e2 du montage reçoivent d’une part le signal à comparer ve(t) et d’autre part une tension de référence VREF = E0 Trigger inverseur Trigger non inverseur UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 65. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 65 Montage comparateur à hystérésis non inverseur (Trigger non inverseur) : E0 Vs + _ R2 R1 ~ E0 Vs + _ + _ R2 R1 ~ E0 Vs + _ + _ R2 R1 ~ Montage n°1 VREF = E0 = 0 Montage n°2 E0 > 0 Montage n°3 E0 < 0 Ve Ve Ve UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 66. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 66 Montage n°1 VREF = E0 = 0E0 Ve Vs + _ R2 R1 ~ SatSSatBH SeeS es VVcarV R R VVseuilsLes V R R V RR R V RR R V eesitBasculemenEeet RR R V RR R Ve                                             2 1 /2/1 2 1 21 2 21 1 0 21 2 21 1 : 0 0 VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui font changer la valeur de la sortie Vs UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 67. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 67 SatBSatH SeeS es V R R VetV R R VseuilsLes V R R V RR R V RR R V eesitBasculemeneet RR R V RR R Ve                                                   2 1 2 1 2 1 21 2 21 1 21 2 21 1 :2 0 00 HeesatsatS BeesatsatS VV R R V RR R V RR R VeealorsVVLorsque VV R R V RR R V RR R VeealorsVVLorsque                                             0 2 1 21 2 21 1 0 2 1 21 2 21 1 0 0 satSHe satSBe VVVVSi VVVVSi   satSHe satSBe VVVVSi VVVVSi   UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 68. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 68 BeHesatS HeBesatS VVetVVsiVV VVetVVsiVV      Bsatsats ème Hsatsats èr VseuilVàVdepasseVcycle VseuilVàVdepasseVcycle ::2 ::1   Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve) Vs Ve VB VH + Vsat - Vsat UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 69. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 69 VH VB Ve t t Vs +Vsat -Vsat BeHesatS HeBesatS VVetVVsiVV VVetVVsiVV   UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 70. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 70 Montage n°2 E0 > 0 E0 Ve Vs + _ + _ R2 R1 ~ SatBH SeeS es V R R E R RR VVseuilsLes V R R E R RR V RR R V RR R VE eesitBasculemenEeet RR R V RR R Ve                                                           2 1 0 1 21 /2/1 2 1 0 1 21 21 2 21 1 0 0 21 2 21 1 : VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui font changer la valeur de la sortie Vs UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 71. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 71 SatBSatH SeeS es V R R V R RR VetV R R V R RR VseuilsLes V R R V R RR V RR R V RR R VV eesitBasculemenVeet RR R V RR R Ve                                                                        2 1 0 2 21 2 1 0 2 21 2 1 0 2 21 21 2 21 1 0 0 21 2 21 1 : HsateesatsatS BsateesatsatS VV R R V R RR VV RR R V RR R VeealorsVVLorsque VV R R V R RR VV RR R V RR R VeealorsVVLorsque                                                           2 1 0 2 21 0 21 2 21 1 2 1 0 2 21 0 21 2 21 1 satSHe satSBe VVVVSi VVVVSi   0 < V0 < Vsat 0HV 0BV UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 72. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 72 satSBe satSHe VVVVSi VVVVSi      Hsatsats ème Bsatsats èr VseuilVàVdepasseVcycle VseuilVàVdepasseVcycle ::2 ::1   Vs Ve VB VH + Vsat - Vsat Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve) BeHesatS HeBesatS VVetVVsiVV VVetVVsiVV   UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 73. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 73 Fin du chapitre VIII UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE
  • 74. FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 74 Fin de l’exposé de cours Module : E141 UNIVERSITEHASSANIICASABLANCA–FACULTEDESSCIENCESETTECHNIQUESMOHAMMEDIA DEUST-MIP–MODULE:E141–CIRCUITSÉLECTRIQUESETÉLECTRONIQUES PR.A.BAGHDAD-DEPARTEMENTGENIEELECTRIQUE