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10 DECEMBRE2021
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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.
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 =
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= 𝟏 (Inverseur)
Cas 2 : 𝐺 =
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= 𝟐 (Inverseur +amplificateur)
i-
i+
V+
i1
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E E-
E+
3
Cas 3 : 𝐺 =
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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 :
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 :
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
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

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  • 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