L AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL : NOTIONS DE BASE

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1 L AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL : NOTIONS DE BASE I / Description : NC + 15 Sortie Offset TL Offset Entrée Inverseuse Entrée Non inverseuse -15 Un AO est une sorte de boite noire, à l intérieur de laquelle il y a de nombreux circuits intégrés,( des transistors, des résistances, des condensateurs, des diodes.. ). Tous les éléments sont extrêmement miniaturisés. Un transistor élémentaire est tout juste aussi gros qu un cube d un micromètre de côté. Dans les circuits les plus performants des densités de transistors proche de 100 millions par centimètre carré sont atteintes. Ce qui explique combien les techniques de fabrication des circuits intégrés ont évolué depuis leurs premières apparitions en Il n est bien sûr pas question d utiliser le fer à souder pour faire les soudures. Il y a huit pattes qui ont une fonction propre. Les pattes 7 et 4 sont reliées à l alimentation de l AO. Un AO en effet ne peut pas fonctionner s il n est pas alimenté. Il faut lui fournir de l énergie pour qu il puisse effectuer les opérations courantes comme comparateur, soustracteur, additionneur, intégrateur, dérivateur et bien sûr amplificateur.. Dans de nombreux appareils usuels, il y a des AO ; par exemple dans un phmètre il y a un AO qui a pour rôle essentiel d amplifier la tension aux bornes de la sonde phmétrique. Il y a aussi beaucoup d AO dans les ordinateurs. Ils sont souvent associés pour faire des portes logiques. II / Fonctionnement de l AO en boucle ouverte : On utilise un AO non bouclé (Il n y a pas de liaison entre E- et S). Les bornes de l alimentation doivent être reliées aux pattes 7 et 4 de l AO. La masse de l alimentation doit être reliée à la ligne de masse du P 60. Ce sera la ligne de masse utilisée pour tous les montages. L AO est alors alimenté et peut alors être utilisé. Dans les schémas des montages l alimentation de l AO n apparaît jamais mais elle est sous-entendue. C est la première que l on doit allumer, avant d allumer toute autre source de tension dans le montage, sinon on risque de griller l AO. A Lequitte ENCPB Année

2 a/ Montage : Canal A G E+ u d S Canal B u g E- u S ligne de masse (à relier à la masse de l'oscilloscope) Brancher l alimentation ( +15, -15 ) à l AO. Faire vérifier les branchements. Faire le montage du circuit avec le GBF qui va fournir une tension alternative sinusoïdale. Faire vérifier le montage. Faire les liaisons à l oscilloscope et faire vérifier b/ Manipulation : Choisir un signal sinusoïdal de fréquence comprise entre 200 Hz et 500 Hz et d'amplitude pas trop importante (l'amplitude d'une tension alternative est sa valeur maximale).le repère du bouton LEEL doit être à gauche. f =. Régler les calibres des canaux I et II, pour obtenir les minima et les maxima des courbes sur l écran. Régler la base de Temps, de façon à avoir la répétition de deux à trois motifs identiques pour chaque courbe à l écran. Faire vérifier les réglages de l'oscilloscope. c/ Observations et questions: Pour observer les deux courbes ensemble, il faut se mettre sur A et B. Quelle tension (ug, ou us) observe-t-on sur le canal II?... Quelle tension (ug, ou us) observe-t-on sur le canal I?... Quelle est sa particularité?... Indiquer la valeur maximale de la tension ug et celle de la tension us : ug max = us max = A Lequitte ENCPB Année

3 Faire varier l amplitude de la tension d entrée ug. Quel bouton du GBF doit-on utiliser? L amplitude de la tension de sortie us varie-t-elle?... Représenter les deux tensions visualisées sur les deux canaux avec une échelle correspondant au calibre ou sensibilité de l oscilloscope choisie pour chaque tension : CH 1 1 cm CH 2 1 cm Base de temps: 1 cm ms Indiquer la période de chaque tension avec une double flèche sur le dessin. Déterminer sa valeur à partir du graphique, en déduire la fréquence de chacune des deux tensions et la comparer avec la valeur indiquée au b/ Quelle est la relation entre ug et u d? Justifier. Conclusion : Lorsqu un AO n est pas bouclé, quelque soit la valeur de la tension u d appliquée entre les deux entrées de l AO, quelles sont les deux seules valeurs que peut prendre la tension de sortie us? A Lequitte ENCPB Année

4 Le GBF GX240 Métrix 1. Gamme de fréquences 2. Inversement du signal généré 3. Sélection de la forme du signal généré sur OUTPUT, en enfonçant une touche. Le signal sélectionné apparaît sur l écran LCD. Quand les trois touches sont relâchées, une tension continue est générée et peut être réglée par la commande DC-OFFSET dB/ATT. Mise en service de l atténuateur fixe de 20 db à la sortie du générateur avec la touche poussoir. 5. OUTPUT : sortie du signal général par les commandes 1 4 et C est la sortie à utiliser pour obtenir un signal alternatif. 6. OUTPUT TTL : sortie d impulsions de niveau logique TTL. 7. LEEL : commande rotative permettant de régler de façon continue l amplitude du signal de sortie généré, de 0 à 20 crête à crête en circuit ouvert. 8. DC-OFFSET : commande rotative et poussée-tirée de décalage.. En position poussée commande inopérante, le signal de sortie généré est centré sur 0.. En position tirée, elle permet de superposer au signal de sortie une tension continue positive ou négative ajustable, par la commande rotative. 9. SYMETRY : commande rotative et poussée-tirée de rapport cyclique.. Active en position tirée et permettant de faire varier le rapport cyclique du signal généré par la sortie OUTPUT entre 20 % et 80 %.. Attention! La fréquence du signal de sortie généré et Fmax en balayage sont divisés par Réglage de la fréquence : commande rotative permettant de régler la fréquence du signal généré, dans un rapport de 0,2 à 2, une fois la gamme de fréquences choisie. A Lequitte ENCPB Année

5 L oscilloscope PHILIPS : POWER PM MHz PHILIPS AUTO SET GND AC/DC AR Y POS m INTENS TRACE ROTATION FOCUS ILLUM 0,5 AC A AUTOSET TB AUTO A PP 2 ms A A/B ALT CHOP B m ADD INERT GND AC/DC AR CAL CAL Y POS TB TRIG RESET X DEFL AR X POS TRIG or X TRIG S μs SOURCE COUPL. TB HOLD LEEL OFF MENU EXT TB AC/DC MAGN A EXT B MIN 1. Mise en marche avec le bouton POWER en haut à gauche. 2. Les boutons rotatifs INTENSité et Focus permettent de régler la luminosité et l épaisseur de la trace laissée sur l écran. 3. Appliquer un signal sur le canal A ou B de la prise BNC. La touche AUTOSET permet de choisir instantanément, les bonnes échelles en temps et en amplitude : on obtient ainsi sur l écran deux périodes du signal environ ainsi qu une amplitude de 2 à 5 DI. 4. Les interrupteurs (. m ; s.μs) permettent de changer les échelles vers le haut si on appuie à gauche, vers le bas si on appuie à droite. 5. La touche A/B ; en appuyant une première fois sur la touche, on affiche le canal A (affichage de la lettre A sur le canal L.C.D) puis en appuyant une nouvelle fois sur la touche on affiche A et B, puis encore une nouvelle fois on affiche B seul, puis une dernière fois, on n affiche plus rien. 6. AC/DC : couplages alternatif ou alternatif + continu pour les canaux A et B. 7. Les commandes AR des canaux A et B. Elles doivent être mises en position CAL (commande tournée à fond dans le sens des aiguilles d une montre) pour faire une mesure de tension. 8. Les commandes Y POS des canaux A et B. C est une commande à variation continue du décalage vertical des traces des canaux A et B. 9. Les commandes AR et X POS de la base de temps : La commande AR doit être mise sur CAL pour toute mesure de période, décalage horaire, temps en règle générale. La commande X POS est une commande à variation continue pour le décalage horizontal des traces sur l écran. 10. La touche X DEFL permet d afficher les tensions en mode XY. A Lequitte ENCPB Année