Cours 4 les ALI

ROUX Jean-Marc Sciences de l’Ingénieur Lycée THIERS


LES AMPLIFICATEURS LINEAIRES
INTEGRES ( A.L.I. )

Niveau : Terminale S SI

Type : Cours

Durée : 3 h prévues ( si forme exo, sinon 2 h )

Chapitre : B.3 Acquérir l’information

Compétences attendues :
- Décrire par schéma-bloc une décomposition structurelle et fonctionnelle de tout ou
partie de la chaîne d’acquisition.

Savoirs et savoir-faire associés : ( B.32 Le conditionnement du signal)
- Principales fonctions de conditionnement de signal (Amplification, filtrage, mise en
forme, conversion).

Niveau d’acquisition : 2 ( expression )

Objectifs intermédiaires:
- Reconnaître les principales fonctions à bases d’A.L.I..

ereAcquis préalables : En classe de 1 : Calculs des schémas

Connaissances nouvelles :
- Principe et caractéristique des ALI
- Fonctions « amplification », « suiveur », « additionneur », « soustracteur », « comparateur ».

I GENERALITES

+ ∞ 1°) Symbole:



Ancienne représentation :

2°) Ampli idéal: i+
+ ∞ ε
i-
Vs


Les courant d’entrées sont nuls : i+ = 0
i- = 0
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+ -On a ε = V - V tension différentielle
5 Vs = A . ε A → ∞ ( exemple 741 : A ~ 10 )

3°) Contre-réaction:


Toute ou une partie de la tension de sortie est ramenée sur l’entrée « - », soit :


-V = B.Vs + U 0 < B ≤ 1 et U → autres tensions amener sur l’entrée « - »


exemples:
∞ B = 1
U = 0





+ ∞
B = R1 / ( R1 + R2 )
U = 0


R2
R1






4°) Conséquence de la contre-réaction

+ - + +Vs = A . ε = A . ( V - V ) = A . ( V - B.VS - U ) = A ( V - U ) - AB . Vs

+=> ( 1 + AB ) . Vs = A ( V - U )

A 1+ +=> Vs = ( V - U ) or A → ∞ => Vs = . ( V - U )
1+AB B

1- + +rappel: V = B.Vs + U = B. [ . ( V - U ) ] + U = V
B

+ -Contre-réaction => V = V




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II MONTAGES FONDAMENTAUX
I 2R2
1°) Ampli inverseur
I 1 R1
∞

Ve Vs



+ -Calcul de Vs : on a V = V = 0 donc I = Ve / R1 et I = Vs / R2 1 2

on a aussi I = - I => Vs / R2 = -Ve / R1 2 1

R2
Vs =! Ve
R1

--------------------------------------- 1 h --------------------------------------

2°) Ampli non inverseur
+ ∞
Ve Vs

R2
R1



- + + -V = R1 / ( R1 + R2 ) Vs V = Ve or V = V

=> Vs = ( R1 + R2 ) / R1 . Ve

R2
Vs =(1+ ).Ve
R1

3°) Montage suiveur
∞

Vs
Ve



+ -V = Ve , V = Vs =>

Vs = Ve
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Intérêt du montage suiveur : Adaptation d’impédance

exemple: On veut connecter une source à un récepteur



Rg
Eg Re S



On voudrait S = Eg

Mais si on connecte directement on aura S = Re / ( Re + Rg ) . Eg donc S < Eg

Solution :
∞


Re S Rg Eg




+ +On a V = Eg car i = 0

- +=> S = V = V = Eg

4°) Sommateur

R1 R2 i2 i1

R1’ i1’ Ve ∞

Ve’ Vs



i1 = Ve / R1 i1’ = Ve’ / R1’ i2 = Vs / R2

i2 = - ( i1 + i1’ ) soit Vs / R2 = - ( Ve / R1 + Ve’ / R1’ )

si R1’ = R1 Vs = - R2 / R1 ( Ve + Ve’ )

Ve Ve' Vs
+ + Vs Ve Ve'! R1 R1' R2Calcul par milleman : V = =0 => =!( + )
1 1 1 R2 R1 R1'
+ +
R1 R1' R2

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5°) Différenciateur
R2

R1 ∞
R1 e1
Vs
e2
R2



e1 Vs e2
+
! +R1 R2 R1V = et V =
1 1 1 1
+ +
R1 R2 R1 R2

- + V = V => e1 / R1 + Vs / R2 = e2 / R1

Vs = R2 / R1 ( e2 - e1 )

--------------------------------------- 2 h --------------------------------------

III L’AMPLIFICATEUR LINEAIRE INTEGRE , REEL , SIMPLIFIE

1°) Gain: En réalité le gain A n’est pas infini .

5 6Selon les amplis : 10 < A < 10 Vs = A.ε

Vs ← droite de pente A


+ -ε = V - V




2°) Saturation: Un ampli linéaire s’alimente le plus souvent en -15 V , + 15 V
=> La sortie ne dépasse pas ces valeurs d’alimentation :


+ 15 V



- 15 V

3°) Courants de polarisations

+ -En i et i ne sont pas tout à fait nuls .
=> pour compenser on met une résistance , exemple avec ampli inverseur :
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I 2R2

I 1 R1
∞




R3 = R1// R2 = R1.R2 / ( R1+R2)



IV UTILISATION DES A.L.I. SANS CONTRE-REACTION

1°) Les comparateurs:

On peut utiliser les A.L.I. comme comparateurs de tensions :

+ - + -sans contre-réaction , si V > V => Vs = 15 V , si V < V => Vs = - 15 V .

Remarque: Le plus souvent des composants electroniques spécialisés sont utilisés pour
ces taches , « les comparateurs » :

Vcc

+


transistor ≡ intérrupteur




+ -Si V > V => intérrupteur ouvert => Vcc
+ -Si V < V => intérrupteur fermé => 0 V

2°) Montage trigger:


∞ ATTENTION : Pas de contre-réaction ( borne + )

+ - V ≠ V => Ampli en saturation +Vcc ou -Vcc

+ +V = R1 / ( R1 + R2 ) ( ± Vcc ) => si R1 = R2 , V = ± Vcc/2
R2
R1 Vs
+Vcc



--Vcc/2 +Vcc/2 V

+Vcc
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