Montages à amplificateur opérationnel
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• établir l'expression de la tension de sortie des montages non inverseur, suiveur, inverseur et sommateur inverseur ;
• tracer la caractéristique us = f(ue) d'un montage bouclé ;
• expliquer l'intérêt du montage suiveur ;
• réaliser ces montages.
Situation
Un microphone délivre une tension de quelques millivolts seulement : bien trop faible pour faire vibrer un haut-parleur. Comment l'amplifier, ou mélanger les signaux de deux microphones ?
I. Les montages amplificateurs
1. Le montage non inverseur
La tension d'entrée ue est appliquée sur E+ ; la sortie est reliée à E- par R2, et E- à la masse par R1.
A.O. idéal : i- = 0, donc le même courant i traverse R1 et R2 ; ε = 0, donc ue = R1.i et us = (R1 + R2).i :
L'amplification est positive : us et ue sont en phase. Avec R1 = 1 kΩ et R2 = 5 kΩ (ou 10 kΩ et 50 kΩ), A = 6 : une sinusoïde d'entrée donne en sortie une sinusoïde six fois plus grande, tant que us reste inférieure à Usat.
2. Le montage suiveur
La tension d'entrée est appliquée sur E+ et la sortie est reliée directement (court-circuit) à E-. C'est un non inverseur avec R2 = 0 : us = ue, amplification 1.
Son impédance d'entrée est très grande (il ne prélève presque aucun courant) et son impédance de sortie quasi nulle.
Un diviseur de tension (R1 et R2 en série) donne à vide Us = R1R1 + R2.Ue. Mais si l'on branche à sa sortie un appareil de résistance comparable (un voltmètre de 15 kΩ, une charge), la tension chute.
En intercalant un suiveur entre le diviseur et la charge, la tension délivrée ne dépend plus de la charge : le montage transforme un générateur réel en générateur de tension idéal (dans la limite du courant que peut fournir l'A.O.).
3. Le montage inverseur
La tension d'entrée est appliquée sur E- à travers R1 ; la sortie est reliée à E- par R2 ; E+ est à la masse.
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