Rappels :
but : étude d'un montage utilisant l'AOP et des limites d'utilisation de ce composant.
I ) Etude du montage sous tension alternative
1) étude expérimentale
Rappels :
- L'amplificateur opérationnel doit être alimenté.
- Les différents montages devront être vérifiés par le professeur avant la mise sous tension.
1.1 Règler le générateur (G.B.F.) de façon à
disposer d'une tension triangulaire de 1V d'amplitude (c'est-à-dire uemax = 1V) , de valeur moyenne nulle et de fréquence 500Hz
(effectuer le règlage en visualisant la sortie du GBF à l'oscilloscope).
1.2 Réaliser le montage ci-dessus avec R1=10kW et R2=22kW.
1.3 Appliquer la tension délivrée par le G.B.F. à l'entrée du montage
ci-dessus, et visualiser simultanément sur l'oscilloscope la tension de sortie us et la tension d'entrée ue . Tracer en
concordance de temps les graphes de us et ue.
1.4 Comparer ue et us : forme, amplitude, période, signe à un instant donné.
1.5 Calculer usmax/uemax puis R2/R1, quelle relation existe entre ces deux rapports ?
1.6 On va chercher à étudier les limites du fonctionnement linéaire de l'AOP
: c'est-à-dire de trouver expérimentalement la valeur de limite de uemax à partir de
laquelle la tension de sortie n'est plus proportionnelle à la tension
d'entrée.
2 ) étude théorique
L'AOP est considéré comme parfait, c'est-à-dire que i- = i+ = 0 et qu'il fonctionne en régime linéaire : e = 0.
2.1 Que vaut la tension v+ ?
2.2 Quelle est la relation entre v- et v+ (si e = 0) ?
2.3 Quelle est la relation entre les courants i1 et i2 ?
2.4 Quelle est la relation entre ue , u1 et v- ?
A l'aide de la relation trouvée au I)2.2), donner la relation entre ue et u1
2.5 Quelle est la relation entre v- , u2 et us ?
A l'aide de la relation trouvée au I)2.2), donner la relation entre u2 et us
2.6 Quelle est la relation entre i1 et u1 ?
A l'aide de la relation trouvée au I)2.4), donner l'expression de i1 en fonction de ue et R1
2.7 Quelle est la relation entre i1 et u2 ?
A l'aide de la relation trouvée au I)2.5), donner l'expression de i1 en fonction de us et R2
2.8 A l'aide des expressions trouvées aux I)2.6) et I)2.7), donner l'expression
de us / ue en fonction de R1 et R2
II ) Effet de charge
Reprendre R1=10kW et R2=22kW, avec uemax = 2V
Placer la résistance Rc dans le montage en lui donnant successivement les
valeurs 1kW, 330W, 220W, 100W et 47W.
1 ) Mesurer usmax dans chaque cas, et en déduire à chaque fois la valeur maximale de is et le rapport usmax/uemax (coefficient d'amplification expérimentale) . Consigner tous les résultats dans un tableau semblable à celui-ci :
|
2
) Quelle
remarque
pouvez-vous
faire
sur
l'évolution
de ismax
en
fonction
de Rc ?
3 ) Que
se
passe-t-il
pour usmax
/ uemax
?
4 )
Quelle
valeur
minimale
faut-il
donner
à Rc
pour que
le
coefficient
d'amplification
expérimentale
corresponde
au
coefficient
d'amplification
théorique
(-R2
/ R1
)
?
I
)
2.1 Que
vaut la
tension v+
?
2.2
Quelle
est la
relation
entre v-
et v+
(si e
=
0) ?
2.3
Quelle
est la
relation
entre
les
courants
i1
et i2
?
2.4
Quelle
est la
relation
entre ue,
u1
et v-
?
A l'aide
de la
relation
trouvée
au
I)2.2),
donner
la
relation
entre ue
et
u1
2.5
Quelle
est la
relation
entre v-
, u2
et us
?
A l'aide
de la
relation
trouvée
au
I)2.2),
donner
la
relation
entre u2
et us.
2.6
Quelle
est la
relation
entre
i1
et u1
?
A l'aide
de la
relation
trouvée
au
I)2.4),
donner
l'expression
de
i1
en
fonction
de ue
et
R1
2.7
Quelle
est la
relation
entre
i1
et u2
?
A l'aide
de la
relation
trouvée
au
I)2.5),
donner
l'expression
de
i1
en
fonction
de us
et
R2
2.8 A
l'aide
des
expressions
trouvées
aux
I)2.6)
et
I)2.7),
donner
l'expression
de
us
/ ue
en
fonction
de R1
et R2
II )
2
)
Quelle
remarque
pouvez-vous
faire
sur
l'évolution
de
ismax
en
fonction
de
Rc
?
3
)
Que
se
passe-t-il
pour
usmax
/
uemin
?
4
)
Quelle
valeur
minimale
faut-il
donner
à
Rc
pour
que
le
coefficient
d'amplification
expérimentale
corresponde
au
coefficient
d'amplification
théorique
(-R2
/
R1
)
?
