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Chapitre 72

Mod2, Leçon 7 : Montages électroniques utiles

Lecture : 16 minQuiz de 12 questions

# Mod2, Leçon 7 : Montages électroniques utiles ## Objectifs et prérequis **Objectifs** : À l’issue de cette leçon, l’élève sera capable de : - Identifier et décrire le fonctionnement de montages électroniques utiles courants (amplificateur non inverseur, amplificateur inverseur, suiveur de tension, comparateur, montage à seuil, montage à hystérésis). - Appliquer les lois de Kirchhoff et les caractéristiques idéales d’un amplificateur opérationnel (AOP) pour analyser ces montages. - Calculer les gains en tension, les tensions de sortie et les conditions de commutation pour chaque montage. - Réaliser des schémas électriques corrects et interpréter leurs caractéristiques statiques. - Résoudre des exercices d’application en déterminant les valeurs inconnues (tensions, courants, résistances) à partir de données numériques. **Prérequis** : - Lois de Kirchhoff (lois des nœuds et des mailles). - Loi d’Ohm. - Notion de tension différentielle et de tension commune. - Caractéristiques idéales d’un amplificateur opérationnel (AOP) : gain ouvert très élevé ($A_v \to \infty$), courants d’entrée nuls ($i_+ = i_- = 0$), tension différentielle nulle en régime linéaire ($v_+ = v_-$). - Notion de tension d’alimentation symétrique ($\pm V_{CC}$) ou simple ($V_{CC}$ et masse). - Lecture de schémas électroniques de base (résistances, sources de tension, AOP). --- ## I. Quelques montages électroniques utiles ### A. Amplificateur non inverseur **Définition** : Un amplificateur non inverseur est un montage basé sur un AOP où la tension d’entrée est appliquée à l’entrée non inverseuse ($+$) et la sortie est en phase avec l’entrée. > **À retenir** : Dans un amplificateur non inverseur idéal, la tension de sortie est donnée par $v_{out} = v_{in} \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right)$, où $R_1$ relie l’entrée inverseuse à la masse et $R_2$ relie la sortie à l’entrée inverseuse. **Analyse** : - Comme $v_+ = v_{in}$ et $v_- = v_+$ (régime linéaire), alors $v_- = v_{in}$. - Le nœud d’entrée inverseuse est à potentiel $v_{in}$. Le courant traversant $R_1$ est $i = \frac{v_{in} - 0}{R_1} = \frac{v_{in}}{R_1}$ (puisque l’autre extrémité de $R_1$ est à la masse). - Comme $i_- = 0$, ce même courant traverse $R_2$ : $v_{out} - v_{in} = i R_2 = \frac{v_{in}}{R_1} R_2$. - Donc : $v_{out} = v_{in} + \frac{R_2}{R_1} v_{in} = v_{in} \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right)$. **Gain en tension** : $A_v = \frac{v_{out}}{v_{in}} = 1 + \frac{R_2}{R_1} \geq 1$. **Exemple résolu** : Un amplificateur non inverseur utilise $R_1 = 2\,\text{k}\Omega$ et $R_2 = 8\,\text{k}\Omega$. Quelle est la tension de sortie pour une entrée de $v_{in} = 0,5\,\text{V}$ ? - Gain : $A_v = 1 + \frac{8}{2} = 1 + 4 = 5$. - $v_{out} = 5 \times 0,5 = 2,5\,\text{V}$. **Réponse** : $v_{out} = 2,5\,\text{V}$. **Exercice d’application corrigé** : Dans un amplificateur non inverseur, $R_1 = 1\,\text{k}\Omega$, $R_2 = 9\,\text{k}\Omega$, et $v_{out} = 10\,\text{V}$. Quelle est $v_{in}$ ? - Gain : $A_v = 1 + \frac{9}{1} = 10$. - $v_{in} = \frac{v_{out}}{A_v} = \frac{10}{10} = 1\,\text{V}$. **Réponse** : $v_{in} = 1\,\text{V}$. --- ### B. Amplificateur inverseur **Définition** : Un amplificateur inverseur est un montage où la tension d’entrée est appliquée à l’entrée inverseuse ($-$) via une résistance $R_1$, la sortie est reliée à l’entrée inverseuse via $R_2$, et l’entrée non inverseuse est mise à la masse. > **À retenir** : Dans un amplificateur inverseur idéal, la tension de sortie est donnée par $v_{out} = -\frac{R_2}{R_1} v_{in}$, avec un gain négatif indiquant une inversion de phase. **Analyse** : - $v_+ = 0$ (masse), donc $v_- = 0$ (virtuel court). - Le nœud d’entrée inverseuse est à potentiel virtuel nul. - Courant entrant par $R_1$ : $i_1 = \frac{v_{in} - 0}{R_1} = \frac{v_{in}}{R_1}$. - Comme $i_- = 0$, ce courant sort par $R_2$ : $i_2 = \frac{0 - v_{out}}{R_2} = -\frac{v_{out}}{R_2}$. - Donc : $\frac{v_{in}}{R_1} = -\frac{v_{out}}{R_2}$ → $v_{out} = -\frac{R_2}{R_1} v_{in}$. **Gain en tension** : $A_v = -\frac{R_2}{R_1}$. **Exemple résolu** : Un amplificateur inverseur a $R_1 = 1\,\text{k}\Omega$, $R_2 = 10\,\text{k}\Omega$, et $v_{in} = 0,2\,\text{V}$. Trouver $v_{out}$. - Gain : $A_v = -\frac{10}{1} = -10$. - $v_{out} = -10 \times 0,2 = -2\,\text{V}$. **Réponse** : $v_{out} = -2\,\text{V}$. **Exercice d’application corrigé** : Dans un amplificateur inverseur, $v_{in} = -0,5\,\text{V}$, $v_{out} = 3\,\text{V}$, et $R_1 = 2\,\text{k}\Omega$. Trouver $R_2$. - Gain : $A_v = \frac{v_{out}}{v_{in}} = \frac{3}{-0,5} = -6$. - Mais $A_v = -\frac{R_2}{R_1}$ → $-6 = -\frac{R_2}{2}$ → $R_2 = 12\,\text{k}\Omega$. **Réponse** : $R_2 = 12\,\text{k}\Omega$. --- ### C. Suiveur de tension (buffer) **Définition** : Un suiveur de tension est un montage où la sortie est directement reliée à l’entrée inverseuse, et l’entrée non inverseuse reçoit le signal d’entrée. Il reproduit fidèlement la tension d’entrée à la sortie, avec un gain unitaire et une forte impédance d’entrée. > **À retenir** : Dans un suiveur de tension idéal, $v_{out} = v_{in}$, avec un gain de $1$ et une impédance d’entrée très élevée (idéale : infinie). **Analyse** : - $v_+ = v_{in}$, et comme $v_- = v_+$ (virtuel court), alors $v_- = v_{in}$. - Mais la sortie est reliée directement à $v_-$ : donc $v_{out} = v_- = v_{in}$. - Aucun courant ne circule dans les entrées de l’AOP ($i_+ = i_- = 0$), donc aucune chute de tension sur les résistances d’entrée (si présentes). - Le gain est exactement $1$. **Propriétés** : - Gain en tension : $A_v = 1$. - Impédance d’entrée : très élevée (idéale : $\infty$). - Impédance de sortie : très faible (idéale : $0$). - Utile pour isoler deux étages sans chargement. **Exemple résolu** : Un suiveur de tension reçoit une entrée de $v_{in} = 3,3\,\text{V}$ provenant d’un capteur à haute impédance. Quelle est la tension de sortie ? - Puisque $v_{out} = v_{in}$ : $v_{out} = 3,3\,\text{V}$. **Réponse** : $v_{out} = 3,3\,\text{V}$. **Exercice d’application corrigé** : Un suiveur de tension est utilisé entre un générateur de $5\,\text{V}$ à impédance interne de $10\,\text{k}\Omega$ et une charge de $1\,\text{k}\Omega$. Quelle est la tension aux bornes de la charge ? - Sans suiveur : tension divisée par $10\,\text{k}\Omega$ et $1\,\text{k}\Omega$ → $v_{charge} = 5 \times \frac{1}{11} \approx 0,45\,\text{V}$. - Avec suiveur : l’impédance d’entrée du suiveur est très élevée → aucun courant tiré du générateur → la tension à l’entrée du suiveur est $5\,\text{V}$ → sortie = $5\,\text{V}$. - La charge voit donc $5\,\text{V}$ (impédance de sortie du suiveur négligeable). **Réponse** : $5\,\text{V}$. --- ### D. Comparateur **Définition** : Un comparateur est un montage où un AOP fonctionne en régime non linéaire (saturation). Il compare deux tensions d’entrée et envoie la sortie à l’un des deux niveaux d’alimentation selon lequel des deux est plus grande. > **À retenir** : Dans un comparateur idéal, si $v_+ > v_-$ alors $v_{out} = +V_{CC}$ ; si $v_+ < v_-$ alors $v_{out} = -V_{CC}$ (ou $0$ si alimentation simple). **Analyse** : - L’AOP a un gain ouvert extrêmement élevé → toute différence, même infime, entre $v_+$ et $v_-$ entraîne une saturation. - Pas de rétroaction négative → pas de vertu du court virtuel. - Les entrées ne sont pas égales en général. - La sortie bascule entre $+V_{CC}$ et $-V_{CC}$ (ou $0$ et $+V_{CC}$ en alimentation simple). **Exemple résolu** : Un comparateur est alimenté par $\pm 12\,\text{V}$. L’entrée non inverseuse reçoit une tension fixe de $3\,\text{V}$ (référence). L’entrée inverseuse reçoit un signal sinusoïdal de $2\,\text{V}$ d’amplitude. Que se passe-t-il à la sortie ? - Lorsque $v_- < 3\,\text{V}$ → $v_+ > v_-$ → $v_{out} = +12\,\text{V}$. - Lorsque $v_- > 3\,\text{V}$ → $v_+ < v_-$ → $v_{out} = -12\,\text{V}$. - Comme l’amplitude du signal est $2\,\text{V}$, il varie entre $-2\,\text{V}$ et $+2\,\text{V}$ → toujours inférieur à $3\,\text{V}$ → donc $v_- < 3\,\text{V}$ en tout temps → sortie toujours à $+12\,\text{V}$. **Réponse** : La sortie reste fixe à $+12\,\text{V}$ (pas de commutation). **Exercice d’application corrigé** : Un comparateur avec alimentation $\pm 10\,\text{V}$ a $v_+ = 0\,\text{V}$ (masse) et $v_- = -2\,\text{V}$. Quelle est la sortie ? - $v_+ = 0$, $v_- = -2$ → $v_+ > v_-$ → sortie saturée au niveau positif : $v_{out} = +10\,\text{V}$. **Réponse** : $v_{out} = +10\,\text{V}$. --- ### E. Montage à seuil (détecteur de seuil) **Définition** : Un montage à seuil utilise un comparateur avec une référence de tension fixe sur une entrée et un signal variable sur l’autre. Il détecte quand le signal franchit un seuil prédéterminé. > **À retenir** : Dans un montage à seuil, la commutation se produit lorsque $v_{in} = V_{ref}$ (seuil), avec une transition nette de l’état bas à l’état haut (ou vice versa). **Analyse** : - Soit $v_+ = V_{ref}$ (référence fixe), $v_- = v_{in}$ (signal à tester). - Si $v_{in} < V_{ref}$ → $v_- < v_+$ → $v_{out} = +V_{CC}$ (selon configuration). - Si $v_{in} > V_{ref}$ → $v_- > v_+$ → $v_{out} = -V_{CC}$. - Le seuil est exactement $V_{ref}$. - Aucune hystérésis : la commutation se fait au même seuil à la montée et à la descente du signal. **Exemple résolu** : Un montage à seuil utilise un comparateur alimenté par $\pm 5\,\text{V}$, avec $V_{ref} = 2,5\,\text{V}$ sur l’entrée non inverseuse. Le signal d’entrée est une rampe linéaire de $0$ à $5\,\text{V}$. À quelle valeur de $v_{in}$ la sortie commute-t-elle ? - Lorsque $v_{in} < 2,5\,\text{V}$ → $v_- < v_+$ → $v_{out} = +5\,\text{V}$. - Lorsque $v_{in} > 2,5\,\text{V}$ → $v_- > v_+$ → $v_{out} = -5\,\text{V}$. - Donc commutation à $v_{in} = 2,5\,\text{V}$. **Réponse** : La sortie commute à $2,5\,\text{V}$. **Exercice d’application corrigé** : Dans un montage à seuil, la sortie passe de $+9\,\text{V}$ à $-9\,\text{V}$ lorsque l’entrée augmente et franchit $1,8\,\text{V}$. Quelle est la tension de référence appliquée à l’entrée non inverseuse ? - Le seuil de commutation est égal à la référence : $V_{ref} = 1,8\,\text{V}$. **Réponse** : $V_{ref} = 1,8\,\text{V}$. --- ### F. Montage à hystérésis (trigger de Schmitt) **Définition** : Un montage à hystérésis est un comparateur avec rétroaction positive, qui introduit deux seuils de commutation différents : un seuil haut pour la montée du signal et un seuil bas pour la descente. Cela évite les oscillations parasites près du seuil. > **À retenir** : Dans un trigger de Schmitt, il existe deux seuils : $V_{TH}$ (haut, pour la montée) et $V_{TL}$ (bas, pour la descente), avec $V_{TH} > V_{TL}$. La largeur d’hystérésis est $\Delta V = V_{TH} - V_{TL}$. **Analyse (configuration classique)** : - Entrée non inverseuse : reçoit le signal $v_{in}$ via un diviseur de tension formé par $R_1$ et $R_2$ entre sortie et masse. - Entrée inverseuse : reçoit une référence fixe $V_{ref}$. - La rétroaction positive vient de la sortie vers l’entrée non inverseuse via $R_2$. - Lorsque la sortie est à $+V_{CC}$, la tension à l’entrée non inverseuse est élevée → seuil haut $V_{TH}$. - Lorsque la sortie est à $-V_{CC}$, la tension à l’entrée non inverseuse est basse → seuil bas $V_{TL}$. - Formules (alimentation symétrique $\pm V_{CC}$) : $$ V_{TH} = V_{ref} \frac{R_2}{R_1 + R_2} + V_{CC} \frac{R_1}{R_1 + R_2} $$ $$ V_{TL} = V_{ref} \frac{R_2}{R_1 + R_2} - V_{CC} \frac{R_1}{R_1 + R_2} $$ - En alimentation simple ($0$ à $V_{CC}$) et $V_{ref} = V_{CC}/2$, on obtient souvent des formes simplifiées. **Exemple résolu** : Un trigger de Schmitt est alimenté par $\pm 6\,\text{V}$. On utilise $R_1 = 4\,\text{k}\Omega$, $R_2 = 2\,\text{k}\Omega$, et $V_{ref} = 0\,\text{V}$ (masse sur entrée inverseuse). Calculer $V_{TH}$ et $V_{TL}$. - $V_{TH} = 0 \cdot \frac{2}{6} + 6 \cdot \frac{4}{6} = 0 + 4 = 4\,\text{V}$ - $V_{TL} = 0 \cdot \frac{2}{6} - 6 \cdot \frac{4}{6} = 0 - 4 = -4\,\text{V}$ - Donc : $V_{TH} = +4\,\text{V}$, $V_{TL} = -4\,\text{V}$, hystérésis de $8\,\text{V}$. **Réponse** : $V_{TH} = 4\,\text{V}$, $V_{TL} = -4\,\text{V}$. **Exercice d’application corrigé** : Dans un trigger de Schmitt alimenté par $0$ et $5\,\text{V}$, on veut des seuils à $1\,\text{V}$ et $3\,\text{V}$. Quelle référence et quelles résistances choisir si $R_1 = R_2$ ? - En alimentation simple, formule approximative : $V_{TH} = V_{ref} + \frac{V_{CC}}{2} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2}$ $V_{TL} = V_{ref} - \frac{V_{CC}}{2} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2}$ - Si $R_1 = R_2$, alors $\frac{R_2}{R_1+R_2} = \frac{1}{2}$. - Donc : $V_{TH} = V_{ref} + \frac{5}{2} \cdot \frac{1}{2} = V_{ref} + 1,25$ $V_{TL} = V_{ref} - 1,25$ - On veut $V_{TH} = 3$, $V_{TL} = 1$ → $V_{ref} + 1,25 = 3$ → $V_{ref} = 1,75\,\text{V}$ Vérif : $1,75 - 1,25 = 0,5$ → pas $1$. Erreur : en alimentation simple, les formules sont différentes. Meilleure approche : utiliser la symétrie. Le milieu entre $1\,\text{V}$ et $3\,\text{V}$ est $2\,\text{V}$ → cela devrait être $V_{ref}$ si le diviseur est symétrique. L’amplitude est $2\,\text{V}$ (de $1$ à $3$), donc demi-largeur = $1\,\text{V}$. Avec $R_1 = R_2$, l’effet de la sortie sur l’entrée non inverseuse est de $\pm \frac{V_{CC}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \pm \frac{5}{4} = \pm 1,25\,\text{V}$ → trop grand. On doit ajuster : on veut que l’apport de la sortie soit de $\pm 1\,\text{V}$ (pour passer de $2\pm1$). Donc : $\frac{V_{CC}}{2} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} = 1$ → $\frac{5}{2} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} = 1$ → $\frac{R_2}{R_1+R_2} = \frac{2}{5} = 0,4$ Alors $\frac{R_1}{R_1+R_2} = 0,6$ → donc $R_1 : R_2 = 0,6 : 0,4 = 3 : 2$ Prenons $R_2 = 2\,\text{k}\Omega$, alors $R_1 = 3\,\text{k}\Omega$. Puis $V_{ref}$ doit être le milieu : $2\,\text{V}$. Vérif : $V_{TH} = V_{ref} + \left(\frac{R_2}{R_1+R_2}\right) V_{CC} = 2 + \left(\frac{2}{5}\right)\cdot 5 = 2 + 2 = 4$ → trop haut. Mauvaise formule pour alimentation simple. Formule correcte pour entrée non inverseuse avec diviseur entre sortie et masse : La tension à l’entrée non inverseuse est : $v_+ = v_{out} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2}$ (si la référence est à la masse) Mais ici on a une référence $V_{ref}$ sur l’entrée inverseuse, donc : Le seuil se produit quand $v_+ = V_{ref}$. Donc : $v_{out} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} = V_{ref}$ au seuil. Lorsque $v_{out} = V_{CC} = 5\,\text{V}$ → seuil haut : $5 \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} = V_{TH}$ Lorsque $v_{out} = 0$ → seuil bas : $0 \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} = 0$ → mais on veut $V_{TL} = 1\,\text{V}$ → contradiction. Donc cette configuration ne donne pas de seuil bas non nul si la référence est à la masse. Pour avoir les deux seuils non nuls, on doit mettre une référence sur l’entrée non inverseuse ou utiliser une topologie différente. Configuration standard : entrée inverseuse reçoit $v_{in}$, entrée non inverseuse reçoit un diviseur entre sortie et une référence fixe. Mais pour simplifier, supposons que l’on veut un trigger avec alimentation $0$-$5\,\text{V}$, seuils à $1\,\text{V}$ et $3\,\text{V}$. On peut prendre : - Entrée inverseuse : $v_{in}$ - Entrée non inverseuse : reliée à un diviseur entre sortie ($v_{out}$) et une référence de $2\,\text{V}$ (milieu), via deux résistances égales $R$. Alors : $v_+ = \frac{v_{out} + 2}{2}$ Le seuil se produit quand $v_+ = v_{-} = v_{in}$ (virtuel court non applicable, mais en comparaison : quand $v_+ = v_{in}$). Donc : Lorsque $v_{out} = 5$ → $v_+ = (5+2)/2 = 3,5$ → seuil haut = $3,5\,\text{V}$ Lorsque $v_{out} = 0$ → $v_+ = (0+2)/2 = 1$ → seuil bas = $1\,\text{V}$ Pas exactement $3$ et $1$, mais proche. Pour avoir exactement $3$ et $1$ : On veut : Quand $v_{out}=5$ → $v_+ = 3$ Quand $v_{out}=0$ → $v_+ = 1$ Donc : $v_+ = a \cdot v_{out} + b$ Deux points : $(0,1)$ et $(5,3)$ → pente $a = (3-1)/(5-0) = 2/5 = 0,4$, ordonnée à l’origine $b=1$ Donc : $v_+ = 0,4 v_{out} + 1$ Cela peut être réalisé avec un diviseur : $v_+ = v_{out} \cdot \frac{R_2}{R_1+R_2} + V_{ref} \cdot \frac{R_1}{R_1+R_2}$ On veut : $\frac{R_2}{R_1+R_2} = 0,4$ $\frac{R_1}{R_1+R_2} V_{ref} = 1$ Donc : $V_{ref} = 1 \cdot \frac{R_1+R_2}{R_1} = \frac{1}{0,6} \approx 1,667\,\text{V}$ Et $\frac{R_2}{R_1+R_2} = 0,4$ → si $R_1+R_2 = 5\,\text{k}\Omega$, alors $R_2 = 2\,\text{k}\Omega$, $R_1 = 3\,\text{k}\Omega$ Puis $V_{ref} = 1 \cdot \frac{5}{3} \approx 1,667\,\text{V}$ Vérif : $v_+ = v_{out} \cdot \frac{2}{5} + 1,667 \cdot \frac{3}{5} = 0,4 v_{out} + 1,0002 \approx 0,4 v_{out} + 1$ Donc : $v_{out}=5$ → $v_+=2+1=3$ $v_{out}=0$ → $v_+=0+1=1$ Parfait. Donc : - $R_1 = 3\,\text{k}\Omega$ (entre entrée non inverseuse et référence) - $R_2 = 2\,\text{k}\Omega$ (entre entrée non inverseuse et sortie) - $V_{ref} = 1,667\,\text{V}$ appliquée à l’entrée non inverseuse via $R_1$ - Entrée inverseuse : $v_{in}$ **Réponse** : Utiliser $R_1 = 3\,\text{k}\Omega$, $R_2 = 2\,\text{k}\Omega$, et une référence de $1,667\,\text{V}$ sur l’entrée non inverseuse (via le diviseur). --- ## Synthèse du chapitre - **Amplificateur non inverseur** : Gain $A_v = 1 + \frac{R_2}{R_1} \geq 1$, entrée sur $+$, rétroaction négative sur $-$, sortie en phase. - **Amplificateur inverseur** : Gain $A_v = -\frac{R_2}{R_1}$, entrée sur $-$, sortie en opposition de phase, nœud d’entrée à potentiel virtuel nul. - **Suiveur de tension** : Gain $A_v = 1$, impédance d’entrée très élevée, impédance de sortie très faible, utilisé comme buffer. - **Comparateur** : Fonctionne en saturation, sortie à $+V_{CC}$ ou $-V_{CC}$ selon le signe de $v_+ - v_-$, pas de rétroaction négative. - **Montage à seuil** : Détecte le franchissement d’un seuil fixe $V_{ref}$ via un comparateur, commutation nette mais sensible au bruit. - **Montage à hystérésis (trigger de Schmitt)** : Introduit deux seuils distincts $V_{TH}$ et $V_{TL}$ grâce à la rétroaction positive, améliore l’immunité au bruit. --- ## Glossaire - **Amplificateur opérationnel (AOP)** : Composant actif idéalisé à très haut gain, utilisé comme base des montages linéaires et non linéaires. - **Gain en tension** : Rapport entre la tension de sortie et la tension d’entrée, noté $A_v = v_{out}/v_{in}$. - **Virtuel court** : Condition en régime linéaire d’un AOP où les tensions aux deux entrées sont égales ($v_+ = v_-$) malgré l’absence de connexion directe. - **Virtuel ouvert** : Condition où les courants d’entrée de l’AOP sont nuls ($i_+ = i_- = 0$), même si une tension est appliquée. - **Rétroaction négative** : Boucle où une partie de la sortie est renvoyée à l’entrée inverseuse, stabilisant le gain et linéarisant le montage. - **Rétroaction positive** : Boucle où une partie de la sortie est renvoyée à l’entrée non inverseuse, pouvant provoquer une bistabilité ou une hystérésis. - **Seuil de commutation** : Valeur de tension d’entrée à laquelle la sortie d’un comparateur ou d’un trigger change d’état. - **Hystérésis** : Phénomène où les seuils de commutation à la montée et à la descente d’un signal sont différents, créant une bande morte. - **Buffer** : Montage électronique (comme le suiveur de tension) qui transfère une tension sans charger la source, grâce à une haute impédance d’entrée et une basse impédance de sortie. - **Alimentation symétrique** : Configuration où l’AOP est alimenté par deux tensions égales et opposées (ex. : $+12\,\text{V}$ et $-12\,\text{V}$). - **Alimentation simple** : Configuration où l’AOP est alimenté par une seule tension positive et la masse (ex. : $0\,\text{V}$ et $+5\,\text{V}$). - **Impédance d’entrée** : Résistance vue par le signal entrant dans le montage ; élevée pour un suiveur, faible pour un amplificateur inverseur. - **Impédance de sortie** : Résistance vue en sortie du montage ; faible pour un suiveur, dépend du montage pour les autres. --- *Fin de la fiche de cours.*

Quiz du chapitre

12 questions — vérifie chaque réponse pour voir l'explication.

  1. 1. Quel est le rôle principal d'un amplificateur opérationnel (op-amp) dans un montage inverseur ?
  2. 2. Dans un montage diviseur de tension constitué de deux résistances R1 et R2 en série, quelle est la tension aux bornes de R2 si la tension d'entrée est Vin ?
  3. 3. Quel composant électronique permet de maintenir une tension constante malgré les variations de charge ou d'alimentation ?
  4. 4. Dans un montage astable basé sur un NE555, quelle formule donne la période T du signal carré généré ?
  5. 5. Un étudiant veut mesurer la tension aux bornes d'une résistance de 100 Ω traversée par un courant de 5 mA. Quel réglage doit-il choisir sur son multimètre en mode voltmètre ?
  6. 6. Dans un montage sommateur inverseur à deux entrées avec des résistances d'entrée égales à R et une résistance de rétroaction de 2R, quelle est la tension de sortie si V1 = 1 V et V2 = 2 V ?
  7. 7. Pourquoi utilise-t-on une diode de roue libre (flyback diode) en parallèle avec une bobine d'alimentation d'un relais dans un montage électronique ?
  8. 8. Dans un montage intégrateur basé sur un op-amp, quelle est la relation entre la tension de sortie Vout et la tension d'entrée Vin si la résistance d'entrée est R et la capacité de rétroaction est C ?
  9. 9. Un montage utilise un transistor en configuration émetteur commun comme ampli linéaire. Quelle condition doit être satisfaite pour éviter la distorsion du signal ?
  10. 10. Dans un montage à bascule basique construit avec deux portes NAND, quelle est la condition nécessaire pour que l'état de sortie soit stable après une impulsion d'entrée ?
  11. 11. Un étudiant mesure la tension de sortie d'un régulateur 7812 et obtient 11,3 V sous charge. Quelle est la cause la plus probable ?
  12. 12. Dans un montage à rétroaction négative utilisant un op-amp idéal, quelle est la tension différentielle entre ses deux entrées lorsque le montage est en régime linéaire ?