253
Cours
B.1.3 - Quadripôle atténuateur
Si la puissance d’entrée P e est supérieure à la puissance de sortie P s , le quadripôle est atténuateur. Deux cas se présentent :
– si le quadripôle ne comporte que des composants passifs (conducteurs
ohmiques, condensateur, bobines), il est passif ;
– si le quadripôle possède des sources internes, l’apport d’énergie correspondant est insuffisant pour amplifier la puissance. Le quadripôle est actif et atténuateur.
B.2. Amplificateur opérationnel (A.O.)
B.2.1 - Présentation de l’A.O.
À l’origine, le terme « amplificateur » désignait les composants électroniques
destinés à effectuer diverses « opérations mathématiques ». Or, on découvrit
qu’un amplificateur de gain élevé auquel on applique une contre-réaction se
comporte comme un circuit de gain précis. En choisissant les éléments de
cette réaction, l’amplificateur opérationnel (A.O.) permet alors d’additionner, soustraire, amplifier, comparer…
L’emploi de l’amplificateur opérationnel dans les appareils de mesure s’est
généralisé du fait de ses bonnes performances et de sa simplicité. Il est souvent utilisé pour transformer des signaux analogiques en d’autres signaux
analogiques 1 .
B.2.2 - Schématisation de l’A.O.
L’amplificateur opérationnel est un composant actif dont l’alimentation
2
symétrique possède trois bornes de sortie délivrant les tensions –V cc , 0, +V cc
(la tension « 0 » correspond à la masse de l’alimentation).
Sur le schéma de l’amplificateur (fig. 6), les deux bornes d’entrée sont indiquées par les symboles « – » et « + ». La charge, branchée à la borne de sortie
de l’amplificateur, est alors reliée à la masse.
Le signal d’entrée est la différence de potentiel
entre les deux
bornes d’entrée « + » (entrée non inverseuse) et « – » (entrée inverseuse). Le
signal de sortie est la tension V s mesurée à la sortie de l’amplificateur. Celuici étant alimenté par des tensions symétriques ±V cc , la tension de sortie V s ne
peut dépasser la tension de saturation ±V sat (avec V sat р V cc )
3 .
B.2.3 - Amplificateur opérationnel idéal
Les courants d’entrée i – et i + sont donc nuls et la tension de sortie V s est indépendante de la charge. En outre, l’amplification est indépendante de la fréquence (bande passante infinie) et le déphasage entre le signal d’entrée ε et le
signal de sortie V s est nul.
La fonction de transfert complexe de l’amplificateur opérationnel est :
avec
L’amplificateur opérationnel idéal possède une amplification en tension
infinie, des impédances d’entrée infinies et une impédance de sortie nulle.
1. Un signal analogique est un
signal à variation continue, alors
qu’un signal numérique ne peut
prendre que deux valeurs bien
définies correspondant aux
nombres binaires 0 ou 1.
2. Il ne faut jamais oublier
d’alimenter l’amplificateur
opérationnel, car, dans le cas
contraire, il y a risque de
destruction du composant. En TP,
on utilise une alimentation
symétrique +15 V, 0, –15 V
(V cc = 15 V).
Fig. 6 - Schéma d’un
amplificateur opérationnel
(l’alimentation n’est pas
représentée).
V –
V +
–
+
S
V s
ε
i
+
i –
ε
V + V –
–
=
H jw
( )
V s
e
----- - ,
=
e
V + V – .
–
=
3. On prendra V sat = 15 V dans les
applications numériques.
KA_MPSI.book Page 253 Vendredi, 8. août 2003 11:20 23
Cours
B.1.3 - Quadripôle atténuateur
Si la puissance d’entrée P e est supérieure à la puissance de sortie P s , le quadripôle est atténuateur. Deux cas se présentent :
– si le quadripôle ne comporte que des composants passifs (conducteurs
ohmiques, condensateur, bobines), il est passif ;
– si le quadripôle possède des sources internes, l’apport d’énergie correspondant est insuffisant pour amplifier la puissance. Le quadripôle est actif et atténuateur.
B.2. Amplificateur opérationnel (A.O.)
B.2.1 - Présentation de l’A.O.
À l’origine, le terme « amplificateur » désignait les composants électroniques
destinés à effectuer diverses « opérations mathématiques ». Or, on découvrit
qu’un amplificateur de gain élevé auquel on applique une contre-réaction se
comporte comme un circuit de gain précis. En choisissant les éléments de
cette réaction, l’amplificateur opérationnel (A.O.) permet alors d’additionner, soustraire, amplifier, comparer…
L’emploi de l’amplificateur opérationnel dans les appareils de mesure s’est
généralisé du fait de ses bonnes performances et de sa simplicité. Il est souvent utilisé pour transformer des signaux analogiques en d’autres signaux
analogiques 1 .
B.2.2 - Schématisation de l’A.O.
L’amplificateur opérationnel est un composant actif dont l’alimentation
2
symétrique possède trois bornes de sortie délivrant les tensions –V cc , 0, +V cc
(la tension « 0 » correspond à la masse de l’alimentation).
Sur le schéma de l’amplificateur (fig. 6), les deux bornes d’entrée sont indiquées par les symboles « – » et « + ». La charge, branchée à la borne de sortie
de l’amplificateur, est alors reliée à la masse.
Le signal d’entrée est la différence de potentiel
entre les deux
bornes d’entrée « + » (entrée non inverseuse) et « – » (entrée inverseuse). Le
signal de sortie est la tension V s mesurée à la sortie de l’amplificateur. Celuici étant alimenté par des tensions symétriques ±V cc , la tension de sortie V s ne
peut dépasser la tension de saturation ±V sat (avec V sat р V cc )
3 .
B.2.3 - Amplificateur opérationnel idéal
Les courants d’entrée i – et i + sont donc nuls et la tension de sortie V s est indépendante de la charge. En outre, l’amplification est indépendante de la fréquence (bande passante infinie) et le déphasage entre le signal d’entrée ε et le
signal de sortie V s est nul.
La fonction de transfert complexe de l’amplificateur opérationnel est :
avec
L’amplificateur opérationnel idéal possède une amplification en tension
infinie, des impédances d’entrée infinies et une impédance de sortie nulle.
1. Un signal analogique est un
signal à variation continue, alors
qu’un signal numérique ne peut
prendre que deux valeurs bien
définies correspondant aux
nombres binaires 0 ou 1.
2. Il ne faut jamais oublier
d’alimenter l’amplificateur
opérationnel, car, dans le cas
contraire, il y a risque de
destruction du composant. En TP,
on utilise une alimentation
symétrique +15 V, 0, –15 V
(V cc = 15 V).
Fig. 6 - Schéma d’un
amplificateur opérationnel
(l’alimentation n’est pas
représentée).
V –
V +
–
+
S
V s
ε
i
+
i –
ε
V + V –
–
=
H jw
( )
V s
e
----- - ,
=
e
V + V – .
–
=
3. On prendra V sat = 15 V dans les
applications numériques.
KA_MPSI.book Page 253 Vendredi, 8. août 2003 11:20 23