Amplificateur opérationnel

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1 lycée Ibn Taymia Année PCSI 2 A.BADIR Amplificaeur opéraionnel Table des maieres 1 Comparaeur simple Définiion de comparaeur Caracérisique de ransfer e chronogrammes Comparaeur à hysérisis : Trigger de Schmi Monages Caracérisique Comparaeur à hysérisis non inverseur Comparaeur à hysérisis inverseur Mulivibraeur asable 4 1

2 Amplificaeur opéraionnel en régime non linéaire (sauré) (2) L amplificaeur sauré es soi en boucle ouvere soi que la boucle se ferme sur l enrée non inverseuse () 1 Comparaeur simple 1.1 Définiion de comparaeur Un comparaeur es un circui non linéaire à deux enrées, don la foncion es de fournir une ension de sorie foncion de signe de la ension différenielle d enrée ( ). ne peu prendre que deux éas : Hau e Bas. On peu réalise un comparaeur simple à parir d un AOP en boucle ouvere. Comparaeur Sfrag replacemens 1.2 Caracérisique de ransfer e chronogrammes Comparaeur Comparaeur non inverseur = > 0 = a = < 0 = a Caracérisique de ransfer : Comparaeur inverseur = > 0 = a = < 0 = a a a e e a a Chronogrammes : Comparaeur non inverseur Comparaeur inverseur 2

3 a a Sfrag replacemens a a V cc On considère le monage ci-conre : = 4, 7 kω, = 10 kω = V cc = V Remarques : Si n aein pas, le basculemen ne peu pas êre PSfrag provoqué. replacemens Lorsqu on augmene la fréquence, la ension se déforme (riangularisaion de ) à cause de slew-rae σ : La valeur finie de la viesse de balayage σ limie les performances du comparaeur simple à AOP Comparaeur réel. R1 R2 2 Comparaeur à hysérisis : Trigger de Schmi Cerains comparaeurs possèden : Une enrée sur laquelle on applique le signal à raier une sorie. On peu le réaliser à parir d un AOP en boucle de réroacion abouissan sur l enrée non inverseuse 2.1 Monages = 4, 7 kω e = 10 kω Cv vs v vs Comparaeur non inverseur Comparaeur inverseur Ces monages se déduisen des monages amplificaeurs non inverseurs e inverseurs par permuaion des bornes () e (-) de l AOP. La ension de basculemen dépend de l éa de la sorie à cause de la réroacion. 3

4 2.2 Caracérisique Comparaeur à hysérisis non inverseur On a V = Cas où = V sa : V = a = = V sa an que = > 0 soi <. Si croi au dessus de, devien négaif bascule à V sa en = La caracérisique à croissane es le graphe ci-conre () a e g replacemens a Cas où = V sa : V = a = = V sa an que = < 0 soi >. Si décroî au dessous de, devien posiif bascule à V sa en = La caracérisique à décroissane es le graphe ci-conre () La caracérisique de rigger es un cycle d hysérisis : sa largeur es = 2 = 2 V sa e a e Comparaeur à hysérisis inverseur V = 0 e V = ve vs 1 1 Cas = V sa : = V sa an que > 0 soi > V sa =. Le basculemen de V sa à V sa se fai à = en décroissan. Cas = V sa : = V sa an que < 0 soi < V sa =. Le basculemen de V sa à V sa se fai à = en croissan. Le cycle d hysérisis ci-dessous es réalisé pour = 4, 7 kω ; = 10 kω heorique = 7 V ; exp = a a Uo e g replacemens a Uo e e 3 Mulivibraeur asable Il peu êre considérer comme un rigger de Schmi associé à un circui RC : Le signal de sorie = ±V sa fournie par ce rigger, es inégré par un circui RC. Ce sysème non linéaire, à deux éas insables correspondan au basculemen de es appelé mulivibraeur asable. On se propose de monrer que ce monage à AOP perme de générer des signaux périodiques créneaux (ension () à la sorie de l AOP ) e pseudo-riangulaire (ension v C () aux bornes de condensaeur) 4

5 R = = = 10 kω ; C = 100nF R p R (1 β)r p βr p _ βr p θ R v C 2 C C 1 V C 3 D 1 D 2 figure C 2... R R o Modificaion du rappor cyclique βr p θ C 1 C 2 (1 β)r p v C βr p C R p R o _ V D 1 D 2 figure C 3 5