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Les amplificateurs opérationnels

Généralités

C’est un composant très utilisé du fait que les caractéristiques répondent aux critères d’adaptation d’impédance en tension. Cependant il est aussi un amplificateur différentiel auquel on ajoute un certain nombre de composant discret. Ce qui lui permet de réaliser plusieurs fonctions telles que:

  • Filtre actif
  • Comparateur de tension
  • Multivibrateur
  • Astable, monostable et bistable
  • Convertisseur de tension courant etc.

Amplificateur opérationnel réel

Schéma équivalent d’un AOP réel

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Caractéristiques d’un AOP réel

Un AOP est caractérisé par plusieurs paramètres:

  • Tension d’entrée différentielle non nulle Vd=Ve+-Ve différent de zéro
  • Tension d’entrée en mode commun ½VC(Ve+Ve)
  • Amplification différentielle Ad=VS/Vd (pour Ve=0)
  • Amplification en mode commun AC=VS/VC (Pour Vd=0)
  • Impédance d’entrée différentielle Zed=Vd/ie

  • Impédance d’entrée en mode commun Zec=VC/ie=VC/(ie++ie)

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  • L’impédance de sortie ZS est l’impédance interne du générateur de Thevenin vue en sortie.
  • Le tau de rejection en mode commun TRCM (dB)=20Log||Ad/AC||

Grandeur de décalage d’un AOP réel

Elles sont au nombre de deux à savoir:

  • Tension différentielle d’entrée Vd=Ve+-Ve
  • Courant de décalage id=id+-id
  • Courant de polarisation ip½(id++id)

Les courants id+ et id apparaissent lorsque Ve+=Ve=0
id+=ip-id/2
id=ip+id/2

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Vitesse maximale de variation de la tension de sortie (Slew-Rate)

C’est la valeur maximale que peut atteindre la valeur absolue de la dérivée de la fonction Vsd. Elle a pour unité (V/µS). Sa fourchette d’utilisation est comprise entre 1V/µS et 150V/µS ceci pour les AOP à usage courant.

Exemple:
Si VS(t)=VmaxSin(ωt+þ) avec þ=0
SR=dVS(t)/dt ; SR=VmaxωCosωt
VS(t)=Vmaxtg(ωt+þ)
SR=Vmax/Cos2ωt
Pour que la tension de sortie soit reproduit sans déformation, il faut que Vmax. ω soit inférieure ou égale à SR
De plus au-delà de cette fréquence f , VS(t) sera déformée lorsqu’elle tendra vers sa valeur maximale.


Amplification opérationnelle idéale

Symbole et grandeur d’entrée

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Caractéristique d’un AOP idéal

Un AOP idéal est dit parfait du fait que:

  • Une amplification différentielle infinie existe
  • Une amplification en mode commun nul existe
  • Une impédance d’entrée différentielle infinie existe
  • Une impédance d’entrée en mode commun existe
  • Une impédance de sortie nulle existe
  • Un tau de rejection en mode commun existe

De plus les grandeurs de décalage en fonctionnement linéaire sont-:

  • Tension d’entrée différentielle nulle Vd=0
  • Courant d’entrée nul car Zed tend vers l’infini ie+=ie=0
  • Un slow rate qui tend vers l’infini existe.

Applications

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(Voir l’application de ce schéma dans les fichiers à télécharger)


Réglage du courant d’offset

P: quelque 10 KΩ

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28 novembre 2021
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