Amplificateur operationnel
L’amplificateur opérationnel (AOP) est un composant fondamental en électronique analogique, utilisé pour amplifier, comparer ou traiter des signaux.
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Modèle idéal et alimentation
Hypothèses du modèle idéal
AOP idéal simplifie l’analyse des circuits linéaires.
- i+ = i− = 0.
- V+ ≈ V− avec contre-réaction négative.
Alimentation et saturation
Zone linéaire
- Sortie entre les rails.
- Contre-réaction efficace.
- Calculs avec V+ ≈ V−.
Saturation
- Sortie bloquée par l’alimentation.
- Écrêtage aux rails.
- Le montage ne reste plus linéaire.
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Contre-réaction et régime linéaire
Principe clé
Règle à retenir
Sans contre-réaction négative, l’AOP bascule souvent en saturation.
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Montages linéaires de base
Montage inverseur
| Élément | Rôle |
|---|---|
| Entrée sur − | Signal appliqué via Rin. |
| Entrée + | Référence ou masse. |
| Gain | - Rf/Rin. |
Montage non-inverseur
| Élément | Rôle |
|---|---|
| Entrée sur + | Signal appliqué directement. |
| Boucle sur − | Réseau de contre-réaction. |
Suiveur de tension
Le suiveur a un gain unitaire et adapte l’impédance sans amplifier.
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Comparateur et sommateur
Fonctions
Comparateur
- Sans contre-réaction.
- Sortie dépend du signe de V+ − V−.
- Fonctionnement en saturation.
Sommateur
- Addition pondérée de plusieurs entrées.
- Montage souvent inverseur.
- Traitement analogique simple.
À ne pas confondre
- Un comparateur travaille en régime linéaire.
- Le sommateur inverse souvent le signal.
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Application au filtrage simple
Lien avec les composants passifs
- 1
Associer l’AOP à un réseau R/C.
- 2
Faire dépendre la réponse de la fréquence.
Mini-défi
On veut un suiveur pour éviter de charger une source, puis un filtre simple R/C avec AOP.
- Le suiveur garde V_s = V_e.
- Son impédance d’entrée très grande protège la source.
- Le filtrage dépend ensuite du couple R/C.
Le suiveur isole la source, puis le montage R/C réalise le filtrage simple.
À mémoriser
Résumé express
- Le modèle idéal donne i+ = i− = 0 et V+ ≈ V−.
- La contre-réaction négative permet le régime linéaire.
- L’inverseur inverse, le non-inverseur amplifie en phase.
- Le suiveur a un gain unitaire et isole la source.