LES AMPLIFICATEURS LINÉAIRES INTÉGRÉS : a.l.i

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1 LE AMPLIFICATEU LINÉAIE INTÉGÉ : a.l. A Mse en stuaton : Présentaton du système : ystème de tr ac almentaton et déchargement automatque des postes de destnaton ( vor lvre de cours page ) B appels : éalser l actvté page 3 Exemple d un amplfcateur lnéare ntégré : A74 lnéare ymbole : NC Vcc Offset A Offset e e Vcc Le crcut ntégré utlsé est du type A 74 comporte 8 broches. églage de décalage de tenson. Entrée nrseuse : e. 3 Entrée non nrseuse : e. 4 Polarsaton Vp ( négat ) : Vcc ou 0V. églage du décalage en tenson. 6 orte. 7 Polarsaton Vp ( post ) : Vcc. V V ε Vcc Vcc V V ε Vcc Vcc 3 Polarsaton et caractérstques d un A.L.I : Par une source de tenson contnue à pont mleu ( polarsaton symétrque ) Par une source de tenson contnue ( polarsaton asymétrque ) e e Vcc Vcc e e Vcc VEE KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page

2 Amplfcateur réel Une amplfcaton dfférentelle élevée : Ads=/. Une tenson dfférentelle d entrée : =V E V E Une mpédance d entrée dfférentelle élevée :Ze Une mpédance de sorte très fable :Zs Un courant de décalage très fable : E E 0. Amplfcateur déal Une amplfcaton dfférentelle nfne : Av 0 =. Une tenson dfférentelle d entrée nulle : =V E V E = 0 Une mpédance d entrée dfférentelle nfne : Ze= Une mpédance de sorte nulle : Zs =0 Un courant de décalage nul : E = E = 0. at at max 0 max v d at aturaton négat égme lnéare aturaton post On dstngue tros zones : une zone lnéare où est proportonnelle à vd ( A vovd ) : Le régme de fonctonnement de l ALI est lnéare ( amplfcateur de fables sgnaux, addtonneur, soustracteur, générateur de sgnaux etc..) deux zones de saturatons : = Vcc s v d > 0 ; = Vcc s v d < 0. Vcc, on dt que l'ali est saturé : Fonctonnement en régme de saturaton ( ALI en boucle ourte la tenson de sorte ne peut prendre que deux valeurs : at Vcc ou at Vcc 4 chéma équvalent en régme lnéare : L'ALI est un quadrpôle : le dpôle d'entrée est un récepteur et le dpôle de sorte est générateur : chéma équvalent réel : chéma équvalent déal : e Z s V d Z e A vo V d V s e Applcatons ( ALI est supposé parfat et fonctonnant en régme lnéare) Montage n : Amplfcateur nrseur e v d s A K LM34 Montage : Amplfcateur non nrseur e v d s ( ) KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page

3 Montage 3 : ommateur non nrseur v v k k Montage 4 : Amplfcateur soustracteur e e v masse 0v = ( V V ) = ( e e ) Montage : uur de tenson : adaptateur d mpédance v d emarque : Le fonctonnement en régme lnéare s obtent en réalsant une contre réacton ( rebouclage de la sorte sur l entrée nrseuse e drect ou par une résstance pour lmter l amplfcaton ) C Autres applcatons en régme lnéare : Montage ntégrateur : D'après le schéma on peut écrre les équatons suvantes C =0 vd=0 ( ) = ( ) (), () d'où Opératon réalsée : ntégraton et nrson de. Actvté : (t) est une tenson carrée alternat d ampltude t de fréquence f=00hz (tensons de polarsaton) ; C=F et =0kΩ. Tracer (t) et (t) sur le même graphe. ( utlser une maquette ou un logcel de smulaton ) (v ) Pour 0ms<t<ms on (t) = v ( ) 0 t(ms) Pour ms<t<0ms on a (t) = v ( ) ( ) Pour t =ms =,v o = v (t) = t KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page 3

4 Montage dérvateur : () () C vd=0 =0 () = () d'où Opératon réalsée : dérvaton et nrson de. Actvté : (t) est une tenson trangulare alternat d ampltude t de fréquence f=00hz (tensons de polarsaton) ; C=F et =0kΩ. Tracer (t) et (t) sur le même graphe. ( utlser une maquette ou un logcel de smulaton ) (v ) Pour 0<t<,ms, on (t) = at ac ( ) D où (t)=.0 3 t 0 t(ms) = C ( ) = d(.0 3 )/dt =v Pour (,<t<7,)ms = v ac changement de repère C Fonctonnement en régme de saturaton : ( Foncton COMPAE ) Il s obtent sans contre réacton ( fonctonnement en boucle ourte ) ou ac un rebouclage de la sorte sur l entrée nom nrseuse e. La foncton <<COMPAE>> permet de stuer un sgnal d entrée par rapport à une valeur de consgne (seul ). L ALI fonctonne donc en régme de commutaton. eul COMPAE Montages comparateurs smples ( à un seul seul ) a Comparateur non nrseur à un seul : Actvté KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page 4

5 La tenson d entrée,applquée sur l entrée non nrseuse, est une tenson trangulare d ampltude v, Vref = v at = 0v. En utlsant le logcel II ualser sur le même graphe,vref et. En dédure la caractérstque de transfert (t= = (t). 0 (v ) at=0v v ref = Vref. > Vref > 0 et = at t Vref < Vref < 0 et = at 0 at=0v b Comparateur nrseur à un seul : Actvté La tenson d entrée,applquée sur l entrée nrseuse, est une tenson trangulare d ampltude v, Vref = v, at = 0v. En utlsant le logcel II ualser sur le même graphe,vref et. En dédure la caractérstque de transfert (t= = (t). 0 (v ) at=0v v ref = Vref. > Vref < 0 et = at t Vref < Vref > 0 et = at 0 at=0v Montages comparateurs à hystéréss ( à un deux seuls symétrques ) Ces montages comparateurs, appelés auss <<Trgger de chmtt), ont la partcularté de posséder seuls de basculement ( de comparason ) un à la descente et un à la montée a Comparateur nrseur à double seuls : (trgger nrseur ) : actvté 3 asr par le logcel II le montage cdessous. Applquer à l entrée une tenson trangulare d ampltude 3t de fréquence f=00hz. Vcc = Vcc =V tensons de polarsaton. On donne =Ω et =0KΩ KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page

6 > 0 = at sot =VT < 0 = at sot =VT at V AT t V AT at b Comparateur non nrseur à double seuls : (trgger non nrseur ) : actvté 4 asr par le logcel II le montage cdessous. Applquer à l entrée une tenson trangulare d ampltude 3t de fréquence f=00hz. Vcc = Vcc =V tensons de polarsaton. On donne =Ω et =KΩ >0 V>0 et = at <0 V<0 et = at at >0 at <0 at Vh t Vb at E Applcaton des A.L.I : conrtsseur numérque analogque à résstances pondérées Prncpe :Chaque bt du mot bnare à conrtr commute un courant à trars une résstance nrsement proportonnelle au pods du bt consdéré. L amplfcateur opératonnel fonctonne en conrtsseur courant tenson. KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page 6

7 b7 b6 b b4 b 3 b b b 0 Entrée numérque I I 6 I 7 I4 I 3 I I I 0 I ' Iréf I Equatons : 0v orte analogque I0 b0 ( ) ; I b ( ) ; I b ( ) ; I3 b3 ( ) ; I4 b4 ( ) ; I I6 b6 ( ) ; I7 b7 ( ). b0 b b b3 b4 b b6 I I0 I I I3 I4 I I7 ( b7 ) V réf I ( b0 b b b3 b4 b b6 b7 ) I N0 8 8 ' V ' I. N0 8 3 Exercce : Comparateur à deux seuls b ( ) 4 A tructure sans nrson ( trgger non nrseur ) ot le montage de la Fg où «attaque» la borne qu marque la non nrson v e K v e K v Fg Fg Donner l expresson de en foncton de,, et. Ecrre la condton de basculement marquée par = 0. 3 Quelles sont les deux valeurs des tensons seuls? 4 Tracer la caractérstque de transfert = f (). B tructure ac nrson ( trgger non nrseur ) ot le montage de la Fg où «attaque» la borne qu marque l nrson. Donner l expresson de en foncton de,, et. Ecrre la condton de basculement marquée par = 0. 3 Quelles sont les deux valeurs des tensons seuls? 4 Tracer la caractérstque de transfert = f (). e v 4 Exercce : Amplfcateur de dfférence ou dfférentel ot le montage suvant où l amplfcateur opératonnel est supposé parfat et fonctonnant en régme lnéare ( = = 0 ; = v v = 0 v = v ) KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page 7

8 3 Donner l expresson de en foncton de v, t. Donner une noulle expresson de en foncton de v, et. v v V 4 0v 3 Dédure des deux questons précédentes l expresson de v en foncton de,, v et. 4 En utlsant le deur de tensons, donner l expresson de n foncton de 4, 3 et v. 6 = = 3 = 4 =, donner la noulle expresson de en foncton de v et v. 7 Applcaton numérque : on ( ) ( ), tracer sur le même échelle les courbes v, v et v. KAAOUANA Ismal Lycée Hannbal AIANA Page 8