Amplificateur opérationnel et circuit comparateur

Thèmes abordés

Sciences - Ingénierie - Industrie, amplificateur opérationnel, circuit comparateur, inverseur, non inverseur, signal sinusoïdale, tensions, courants, résistance

Résumé du document

Rôle du circuit :
Il permet d'amplifier un signal d'entrée Vin sinusoïdal et de retrouver en sortie un signal Vout (de même signe) amplifié selon un certain gain.
Expression des courants :
Nous allons poser les hypothèses suivantes :
— Il y a une contre-réaction négative : I1 = I2
— On travaille en régime linéaire : V + = V = Vin.
— Les courants I+ et I- sont nuls car la résistance en entrée du montage est infini.

Extraits

[...] Nous pouvons constater que lorsqu'on touche la sonde LM35, la Led s'allume, ce qui veut dire que la sonde remet une température supérieure à 30°C (chaleur du corps humain). Lorsque la LED est éteinte, la tension mesurée est de -9V ce qui veut dire que la température ressentit par la sonde est inférieure à 30°C et est à la température ambiante du local donc notre référence est 30°C. En effet, pour une température de 30°C, la tension de sortie sera bien de 0V. [...]

[...] pg ainsi que d'une variation de fréquences d'entrée (cf. pg Ampli-op inverseur : - Rôle du circuit : Il permet d'amplifier ou d'atténuer un signal d'entrée Vin sinusoïdal et de retrouver en sortie un signal Vout (de signe opposé) amplifié ou atténué selon un certain gain. Figure 2 – Schéma du circuit inverseur - Expression des courants : Nous allons poser les hypothèses suivantes : — Il y a une contre-réaction négative : I1 = I2 — On travaille en régime linéaire : V + = V − = 0. [...]

[...] On ne peut pas avoir une tension de sortie à 20V alors qu'on lui en délivre 12V. Si on continue à augmenter la fréquence, on s'aperçoit que l'Aop ne suit plus la cadence de la variation sinusoïdale du générateur ce qui nous donne un signal de forme triangulaire à la tension de sortie. Figure 5 – Allure du signal de sortie en haute fréquence Détermination de la bande passante La bande passante du LM741 est de 1.5 MHz. La bande passante de notre ampli-op s'étend jusqu'à une fréquence de 1 MHz, ce qui correspond à la fréquence de coupure. [...]

[...] Dans la datascheet du LM741, la bande passante est exprimé comme : Gain ∗ fc = 1.5 M Hz donc la fréquence de coupure théorique devrait être égale à fc mesure = 1.5 = 0.136 M Hz Gain 11 Tension maximum acceptée par l'ampli-op : Comme indiqué dans sa datasheet, la tension maximale acceptée par le LM741 est de ±22 V Influence de la variation fréquence : Nous remarquons qu'après avoir dépasser la fréquence de coupure, le gain diminue et la tension de sortie Vout = V −sat ou Vout = V +sat : l'Aop est en saturation. Il est logique que la tension de sortie se stabilise autour de Vcc et de Vdd . [...]

[...] — Afficher les tensions d'entrée Vin et de sortie Vout sur l'oscilloscope. — Faire varier la fréquence de manière à repérer la fréquence de coupure fc . — Relever les tensions d'entrée et de sortie (pour calculer le gain expérimental) en fonction de la fréquence. Remarque : Nous avons pris de grandes résistances de l'ordre du kΩ afin de limiter le courant traversant le circuit Détermination des gains expérimentaux Influence de la variation de Vin : Nous avons alimenté l'amplificateur opérationnel à une alimentation symétrique +12V et -12V. [...]