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Contre-réaction et amplificateurs opérationnels Circuits linéaires et non-linéaires Oscillateurs.

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1 Contre-réaction et amplificateurs opérationnels Circuits linéaires et non-linéaires Oscillateurs

2 2 Contre-réaction  Définition •Comparer la sortie d’un système avec l’entrée appliquer une correction •Anglais: feedback •Positive ou négative  Amplificateur •Soustraire du signal d’entrée une partie du signal de sortie •S’affranchir des caractéristiques propres de l’amplificateur

3 3 Gain en boucle fermée  Gain •Si A >> B, G = 1 / B

4 4 Amplificateur opérationnel idéal  Fonction  Caractéristiques •Z in =  •Z out = 0 •A =  •G CM = 0

5 5 2 règles d’or  Maintenir à 0 la ddp entre ses entrées •Si contre-réaction négative ! •Pas de saturation  Aucun courant dans les entrées •au niveau de l’amplificateur •pas du circuit total !

6 6 Amplificateur non-inverseur  Hypothèse •V in+ = V in-  Calcul du gain Suiveur de tension

7 7 Amplificateur inverseur  Gain i1i1 i2i2

8 8 Amplificateur opérationnel réel CA 3140 •Z in = 1 T  •Z out = 60  •A = 10 5 •G CM  0, mais dispositif de compensation de l’offset •Alimentation symétrique •Saturation: V H et V L •Limite de courant de sortie

9 9 Circuit intégrateur 

10 10 Caractéristiques  Avantages de l’intégrateur actif •Bonnes caractéristiques tant que T << ARC -Meilleur comportement à basse fréquence •Courant dans R indépendant de V out  Réalisation pratique •R f fournit une contre- réaction pour le DC •Suffisamment grande pour ne pas perturber en AC

11 11 Circuit différentiateur   Condition •T >> RC/A

12 12 Circuit différentiateur réel  Limiter le gain à haute fréquence •Contre-réaction avec -C f << -R f >>

13 13 Filtres actifs  Filtre passe-bande passif  Filtre passe-bande actif 6 dB/octave48 dB/octave

14 14 Oscillateur à relaxation  Situation de départ •V out = V H •V C = 0 •V in+ = V H / 2  Charge de C via R  A V C = V in- = V H /2 •Commutation: V out = V L •V in+ = V L / 2  Décharge de C via R  A V C = V in- = V L /2 •Commutation: V out = V H Période: T = 2.2 RC

15 15 Générateur de rampe  Situation de départ •V1 out = V L •V1 in+ = négatif  A2 est un intégrateur •V2 out augmente linéairement  A V2 out = 0 •Commutation de A1 •V1 out = V H •V2 out décroît linéairement

16 16 Générateur de rampe (2)  Amplitude •Commutation quand V Y = 0 •  Fréquence •Charge de C à courant constant V H /R •Temps de charge: Q = iT = CV

17 17 Oscillateur à pont de Wien  Principe •Produire des signaux sinusoïdaux •Par contre-réaction positive -G=1 -Phase: 0° 

18 18 Filtre de Wien  Si C 1 = C 2 = C et R 1 = R 2 = R

19 19 Courbe de réponse  En  =  0 •G = 1/3 •  = 0°

20 20 Oscillateur complet  Amplificateur •R 4 = 2 R 3 •G = 3  Contre-réaction positive •si  =  0  Problème de démarrage •Permettre le démarrage (G > 3) •Éviter la saturation

21 21 Oscillateurs à quartz  SiO 2 : Matériau piézoélectrique •Apparition de charges lors d’une contrainte mécanique •Déformation lorsqu’on applique une tension électrique

22 22 Mise en oeuvre  Schéma équivalent  F typiques: •natives:~MHz •+ élevées: harmoniques •- élevées: diapason Hz Fréquence de résonance Facteur de qualité

23 23 Précision  Typique •± 20 ppm •1.7 sec / jour  Dérive en température •± 200 ppm  Solutions •Oscillateur thermostaté •Correction software


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