Matériel : - Un Amplificateur Opérationnel TL081 - Un G.B.F. - Une alimentation stabilisée +/-15 V. - 2 Voltmètres continus. - Un Oscilloscope.

 

Description de l’amplificateur :

                       

            

                                              

 

 

 

Attention : la plupart du temps, l’alimentation +Vcc/-Vcc n’est pas représentée. Quand on met le montage sous tension, il faut toujours commencer par alimenter l’AO ( le polariser : +Vcc ; - Vcc ; masse ).

 

I.                   Caractéristique de transfert de l’amplificateur     

 

 

e = V+ - V-

avec  V+ : la tension appliquée sur l’entrée E+ de l’amplificateur

et    V- : la tension appliquée sur l’entrée  E- de l’amplificateur

                              

 

On fera varier Ve de –12 à +12V en utilisant la sortie continue du G.B.F.

I-1. Tracer la caractéristique de transfert Vs=f(e) .

I-2. Si e<0, quelle est la valeur de Vs? On appelle cette valeur –V_sat et on dit que l’amplificateur est en saturation négative.

I-3. Si e>0, quelle est la valeur de Vs? On appelle cette valeur +V_sat et on dit que l’amplificateur est en saturation positive.

I-4. Si e=0,que peut-on dire de Vs ? L’amplificateur fonctionne alors en régime linéaire. Dans ce cas,

on a aussi :  i+ = i- = 0.

I-5. Sur votre courbe indiquer les zones de fonctionnement en régime linéaire et de saturation.

I-6. Expliquer comment on étudiera un circuit faisant intervenir un amplificateur opérationnel lorsque celui-ci fonctionne en :

            I-6-1. Régime de saturation.

            I-6-2. Régime linéaire.

 

 

II.                Comparaison de deux tensions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II-1. Prévision du comportement du montage :

            II-1-1. Exprimer e en fonction de Ve(t) et Uréf.

            II-1-2. Quelle condition doit vérifier Ve(t) pour avoir e > 0. Que vaut alors Vs(t) ?

            II-1-3. Quelle condition doit vérifier Ve(t) pour avoir e < 0. Que vaut alors Vs(t) ?

II-2. Relever les oscillogrammes de Vs(t) et Ve(t) en concordance de temps. Tracer sur cet oscillogramme, la tension Uréf. (Prendre trois couleurs différentes).

II-3. A partir de ces oscillogrammes

II-3-1. Déterminer la valeur Ve1 de Ve(t) correspondant au basculements de  Vs(t) .

Comparer Ve1 à Uréf. En déduire la valeur de e aux basculements de Vs.

            II-3-2. Trouver la valeur de Vs pour Ve(t)>Ve1.

            II-3-3. Trouver la valeur de Vs pour Ve(t)<Ve1.

II-4. Pourquoi ce montage est-il appelé comparateur à un seuil.

II-5. Placer l’oscilloscope en mode XY et relever la courbe Vs = f(Ve). Indiquer sur la courbe son ou ses sens de parcours.

II-6. Retrouver à partir de la courbe précédente les valeurs de Vemax, Vemin, Ve1, +Vsat, - Vsat.

II-7. Quelle courbe retrouverait-on pour Uréf=0 ? Justifier.

II-8. Qu’observe-t-on pour Vs si Uréf > 3 V ? Justifier.

II-9. Qu’observe-t-on pour Vs si Uréf < - 3 V ? Justifier.

 

Remarques :

·                    Ici, on a comparé une tension Ve(t) évoluant au cours du temps à une tension de référence Uréf constante.

On peut tout aussi bien comparer deux tensions continues (applications : testeur d’usure de piles, alarmes, …) ou deux tensions évoluant au cours du temps(applications : commande d’impulsion, … ).

·                    Il existe des comparateurs à deux seuils tel que le Trigger de Schmitt.