Contre-réaction et amplificateurs opérationnels

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

2 Contre-réaction Définition Amplificateur
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 Gain en boucle fermée Gain Si A >> B, G = 1 / B

4 Amplificateur opérationnel idéal
Fonction Caractéristiques Zin =  Zout = 0 A =  GCM = 0

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 Amplificateur non-inverseur
Hypothèse Vin+ = Vin- Calcul du gain Suiveur de tension

7 Amplificateur inverseur
Gain

8 Amplificateur opérationnel réel
Zin = 1 TW Zout = 60 W A = 105 GCM  0, mais dispositif de compensation de l’offset Alimentation symétrique Saturation: VH et VL Limite de courant de sortie

9 Circuit intégrateur

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

11 Circuit différentiateur
Condition T >> RC/A

12 Circuit différentiateur réel
Limiter le gain à haute fréquence Contre-réaction avec Cf << Rf >>

13 Filtres actifs Filtre passe-bande passif Filtre passe-bande actif
6 dB/octave 48 dB/octave

14 Oscillateur à relaxation
Situation de départ Vout = VH VC = 0 Vin+ = VH / 2 Charge de C via R A VC = Vin- = VH/2 Commutation: Vout = VL Vin+ = VL / 2 Décharge de C via R A VC = Vin- = VL/2 Commutation: Vout = VH Période: T = 2.2 RC

15 Générateur de rampe Situation de départ A2 est un intégrateur
V1out = VL V1in+ = négatif A2 est un intégrateur V2out augmente linéairement A V2out = 0 Commutation de A1 V1out = VH V2out décroît linéairement

16 Générateur de rampe (2) Amplitude Fréquence Commutation quand VY = 0
Charge de C à courant constant VH/R Temps de charge: Q = iT = CV

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

18 Filtre de Wien Si C1 = C2 = C et R1 = R2 = R

19 Courbe de réponse En w = w0 G = 1/3 j = 0°

20 Oscillateur complet Amplificateur Contre-réaction positive
R4 = 2 R3 G = 3 Contre-réaction positive si w = w0 Problème de démarrage Permettre le démarrage (G > 3) Éviter la saturation

21 Oscillateurs à quartz SiO2: Matériau piézoélectrique
Apparition de charges lors d’une contrainte mécanique Déformation lorsqu’on applique une tension électrique

22 Mise en oeuvre Schéma équivalent F typiques: Fréquence de résonance
natives: ~MHz + élevées: harmoniques - élevées: diapason 32768 Hz Fréquence de résonance Facteur de qualité

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