1 . Présentation ; cadre de l’étude
Nous utilisons ici des amplificateurs opérationnels (A.Op) classiques : La tension de sortie uS est une fonction de la tension différentielle d’entrée ε = v + - v -
Les courants d’entrée i+ et i–seront négligés devant les autres courants du circuit utilisant l’A.Op.
(Ordre de grandeur des courants d’entrée : Quelques dizaines de nA pour un A.Op à transistors d’entrée bipolaires ; quelques dizaines de pA pour un A.Op à transistors d’entrée à effet de champ)
Sauf indication contraire, les A.OP utilisés sont polarisés par une alimentation symétrique ± VCC par rapport à la référence des potentiels.
(Note : Tout A.Op doit être alimenté sous une tension respectant une fourchette donnée par le constructeur ; cette tension peut à priori être symétrique ou asymétrique par rapport à la référence des potentiels)
Régimes de fonctionnement :
La courbe de transfert statique en tension (ε varie lentement) a l’allure donnée à droite :
• Dès que ε s’écarte de 0, alors l’A.Op fonctionne en régime de saturation :
uS = VSAT+ ≈ +VCC si ε > 0 (à droite de L2) uS = VSAT- ≈ - VCC si ε < 0 (à gauche de L1)
• Si ε ≈ 0 (segment L1L2), on peut écrire uS = AD×ε.
Le fonctionnement est linéaire ; AD, amplification différentielle est de valeur très élevée en régime statique.
(Typiquement, AD ≈ 105, ce qui impose à ε de rester comprise entre ± 0,1mV si VSAT+ est de l’ordre de 10V) (Note : En réalité, la caractéristique uS = f(ε) ne passe pas rigoureusement par l’origine ; l’écart correspond à la tension de décalage d’entrée (qques mV).
D’autre part, les tensions de saturation VSAT+ et VSAT- différent quelque peu des tensions d’alimentation (0,1V à 1V), sauf pour les A .Op de type rail to rail)
Le modèle de l’A.Op idéalisé :
- Les courants d’entrée sont considérés comme nuls ; en conséquence, la résistance d’entrée entre les bornes + et - est supposée infinie (1012 Ω pour les A.Op à transistors d’entrée à effet de champ).
- L’amplification AD est considérée comme infinie ; en conséquence, le régime de fonctionnement linéaire correspondra à ε = 0 et le régime de saturation à ε ≠ 0.
- La résistance de sortie du circuit est négligée ; la tension de sortie est la même quelque soit la valeur du courant de sortie iS. ( En réalité, la résistance de sortie est comprise entre 50 et 100Ω mais son influence est annulée lorsque le circuit fonctionne en régime linéaire)
i +
i - v -
v + uS
iS
i +
i - v -
v + uS
iS Symbole international
Symbole AFNOR εεεε
εεεε
uS
εεεε
VSAT-
VSAT+
0
L1
L2
2 . Quelques exemples d’applications en régime linéaire.
Amplification et combinaison linéaire de tensions
uS
R1
R2
uE
figure 1
uE
uS
figure 2
uE
uS
figure 3 R1
R2
uE1 uE2
uS
R2
R11
R12
figure 4
uE1
R1
R2
R3
R4
uS
uE2
figure 5
R1
R1
R2
R2
uS
uE1 uE2
figure 6
Filtres
Opérations mathématiques :
R1
R2
uS
figure 7 C
uE uE uS
R1
C
R2
figure 8
uE uS
C R
R C
figure 9
uE uS
R1
R
C L
figure 10
uS
uE
R
C R
R
figure 11
R R
C
C
uE uS
figure 12
uS
uE
C
R
figure 13
R
C
uE uS
figure 14
Sources continues :
X
figure 18 uE
uS
X
figure 19 uE1
uE2
uS
figure 17
uE uS
R
T
uS
iE
R
R0
figure 20
uE
iS
R1
R2 R3
R1
figure 21
R1
R2
uS
DZ
R
figure 23 R1
R2
R
DZ
+V0
uS
figure 22
Oscillateur quasi-sinusoïdal.
Simulation d’impédances L’impédance d’entrée des étages suivants peut surprendre…
uS
2R
R
R
C R
C
figure 24
figure 25 R1
R2
R0
uE
iE
C
figure 26 uE
iE
R
R
uE
R1
R1
R2
C iE
figure 27
uE
iE
C R1
R1
R2
figure 28
3 . Quelques exemples d’application en régime non linéaire
uE
VREF
figure 30
uE
VREF
uS
R1
R2
figure 31
uS
VREF
figure 32 uE
R1
R2
VREF
R1
R2
uE uS
figure 33
R1
R2
R
C
uC
uS
figure 34
R1 R2 R C
uS
u1 u2
figure 35
