Il y a quelques semaines, en cours, je devais faire un exo de révision. Depuis le temps on l'a corrigé mais je me suis rendu compte qu'il y a encore des points que je ne comprend pas. Un premier point c'est le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel.
Voici l'exo en question :
A la première question, on me demande si l'AO est en fonctionnement linéaire ou non-linéaire mais à quoi ça correspond, j'ai beau cherché sur internet et j'obtiens que des explications au-dessus de mon niveau, donc pourriez-vous m'éclairez la-dessus ?
Ensuite à la question 4, on me demande de donner une relation entre les intensités. Mais pour le moi le schéma est ... WTF. Déjà pourquoi on branche sur la borne - de l'AO et sur la borne + la masse ? Quel est l'intérêt ensuite, en sortie représenté par ∞, de la rebranché sur la borne - ? Encore plus bizarre, on représente I4 dans le sens inverse du courant. J'ai la correction, la relation c'est I1 + I2 + I3 = I4 mais d'après moi (et je sais que j'ai faux) ça serait plutôt I1 + I2 + I3 + I4 = 0 ou I1 + I2 + I3 = -I4.
Sinon, j'ai une autre question basique, une résistance est censé réduire quoi ? L'intensité ou la tension ? J'ai bien compris qu'en mettant deux résistances en série, on réduit la tension, mais pourquoi quand on n'en met qu'une seule, on réduit l'intensité ?
Enfin voilà, vous aurez compris, c'est vraiment pas clair dans ma tête cette histoire donc pourriez-vous m'aider S.V.P ?
Le fonctionnement linéaire de l'AO, c'est le fonctionnement normal, c'est-à-dire qu'il se comporte effectivement comme un amplificateur de différence. Le régime non linéaire correspond à un fonctionnement en bascule sur les seuils de saturation haut et bas (en général de l'ordre de +15V et -15V). En général, le calcul pour prouver que l'AO fonctionnement bien régime linéaire est assez compliqué, et souvent, on prend le fait qu'une rétroaction négative (sur la borne "moins" de l'AO), suffit à avoir le régime linéaire, avec des tensions d'entrée raisonnables (ce qui est le cas ici de toute évidence, sinon il n'y a pas d'exercice).
Après toute tes questions sur le montage, c'est dur d'y répondre autrement que par "c'est comme ça". En fait, le montage en question est ce qu'on appelle un sommateur (ou sommateur inverseur, tu dois voir pourquoi avec la solution). L'AO dans un tel montage est utilisé pour ses propriétés particulière. Tu dois avoir un cours sur l'AO, et les hypothèses de l'AO parfait. En particulier courants d'entrée nul, tension entre borne nulle, gain infini. Le fait de rebrancher sur la borne - c'est ce qu'on appelle une rétroaction négative
Il faut aussi savoir que les sens définis pour le courant ne sont qu'une convention, et que ça ne change rien au problème fondamentalement. La relation \( I_1 + I_2 + I_3 = I_4 \) est juste (loi des nœuds en la borne -). Ton problème de signe moins, ça vient de la loi d'Ohm sur les résistances, vérifie bien le sens des flèches !
Enfin, une résistance, c'est fondamentalement pas grand chose d'autre que la loi d'Ohm... Elle peut servir à protéger un composant comme une diode, on met une résistance dans la même branche, et à tension constante, le courant qui traverse la diode sera plus faible, la résistance joue le rôle analogue d'un réducteur de pression pour une circuit hydraulique. Mais sinon on peut voir la résistance comme une manière de transformer une tension en courant, on applique une tension aux bornes, et un courant proportionnel passe...
si AOP en mode linéaire : l'entrée par rapport à la sortie est proportionnel.
si AOP en mode non-linéaire : si l'entrée par rapport à la sortie n'est pas proportionnel. par exemple la sortie ne peut avoir que 2 valeurs +VCC et -VCC
Selon la fonctionnalitée qu'on souhaite avoir, on modifie le comportement de la sortie de l'aop en changeant son cablage et la valeur de résistance.
on met l'un des 2 pattes sur - ou + à la masse pour déterminer par exemple la phase entre sortie et l'entrée.
on calcul les courants pour déterminer l'amplification de l'aop.
pour imagé considère un AOP comme machine à tout faire, mais cette machine n'a pas de bouton (par exemple met toi en suiveur, met toi en inverseur ...),
pour obtenir ce que l'on souhaite avoir en sortie on le branche d'une certaine façon avec des valeurs à définir.
- Edité par keo 22 septembre 2013 à 16:56:58
projet de création domotique avec beaglebone avec nodejs
houlà... pour l'AOP je te laisse lire le pavé de Duarna, c'est ce qui est le mieux. tout en ajoutant que tu te trompe sur le sens des branchements: le + et le - sur un AOP c'est des broches qui servent d'entrées à l'AOP. en fait pour faire encore un peu plus de sens à ce que je viens de dire, un AOP, tu peux le voir comme une "boite" qui calcule en fonction du circuit autour, qui calcule la sortie en fonction de la différence de potentiel entre la borne + et la borne -. autrement dit, c'est une boite qui a (alimentations volontairement omises) 3 entrées/sorties, et qui fait des calculs en fonction du montage qui est autour sur les entrées.
dans le mode linéaire (lorsqu'il y a un circuit en dehors de l'AOP qui relie la sortie à l'entrée - ) tu as des formules qui aident à faire ce calcul: la différence de potentiel entre la borne et la borne - vaut 0 => du point de vue des calculs c'est comme si elles étaient reliées par un fil. de là tu as en gros une seule manière de procéder: tu trouve V+ et V- en fonction des entrées et des sorties, et comme V+ = V- ben tu écris avec ce que t'as trouvé avant, et tu simplifie.
pour ce qui est des résistances, ça sert à tout faire... et en général ça sert a limiter un courant supposé infini, choisir un point de fonctionnement, ou plein d'autres choses.
Tout d'abord merci pour vos réponses. Vous m'avez beaucoup aidé et m'avez permis d'apprendre d'autre chose à côté. J'ai refais l'exo et j'ai tout compris sauf un dernier point.
Il s'agit encore de la relation \(I_1 + I_2 + I_3 = I_4\) que je suis censé obtenir à la question 4 (maintenant je penche plutôt vers une mauvaise lecture de la correction) car malgré que pour moi \(I_4\) dans le sens dans lequel est représenté, il ne peut être que négatif, j'ai continué à utiliser la version corrigé. Mais quand j'ai refais la question 6, je suis arriver à \(U_s = -R_4(\frac{U_1}{R_1} +\frac{U_2}{R_2} + \frac{U_3}{R_3})\) avec la formule de Millman. Notez bien la présence du \(-\). On me demande de comparer à la question 5 où j'ai obtenu la même chose mais avec un \(+\) soit \(U_s = R_4(\frac{U_1}{R_1} +\frac{U_2}{R_2} + \frac{U_3}{R_3})\). Je déduis donc que je suis dans le bon si je redis \(I_1 + I_2 + I_3 = -I_4\), n'est-ce pas ?
<hs>Math-Jax c'est génial</hs>
Sinon j'avais une autre question mais qui a pas vraiment de rapport avec l'éxo mais @Duarna parles d'alimentation symétrique -/+15V. Est-ce la même chose qu'une alimentation de 30V si l'on prend la masse comme référence ?
Tu es dans le bon seulement quand tu dis \( I_1 + I_2 + I_3 = I_4 \), c'est fondamental, et c'est la loi des nœuds en la borne moins. Tu peux pas te tromper. D'un côté tu compte ce qui rentre, et de l'autre ce qui sort du nœud, il n'y a pas de complexité.
Là où tu peux te tromper, c'est pour la loi d'Ohm sur la résistance \( R_4 \). Je soupçonne que c'est ce que tu as fait. Parce qu'en fait la loi d'Ohm, on la définit par \( U = RI \) en convention récepteur, c'est à dire que \(U\) et \(I\) sont de sens opposés (le flèche de la tension pointe à l'opposé de celle du courant). Quand on est en convention générateur (tension et courant dans le même sens), la loi d'Ohm existe toujours, mais s'exprime par \( U = - RI \).
Pour l'alimentation symétrique +15V/-15V, je comprend pas tellement ce que tu veux dire. On peut dire que c'est pareil qu'une alimentation 0-30V où on retire 15V, mais autrement... Le seul truc qu'on peut dire, c'est que les saturations de l'AO correspondent grossièrement aux tensions d'alimentation.
ca te servira surement a comprendre les points récalcitrants.
edit : rubrique 3.4 THE ADDER (l'additioneur dans le langage du fromage qui pue)
- Edité par oldgregg 30 septembre 2013 à 22:57:08
Fonctionnement amplificateur opérationnel
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oui. non. enfin je regarde et je te dis.