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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 13
Impédance d’entrée différentielle très élevée : ZE = RE ≥ 1 MΩ
Impédance de sortie très faible : ZS = RS ≤ 50 Ω
Gain en tension différentielle statique (ou gain continu) très élevé : G0 ≈ 105
Amplificateur réel en BO
Amplificateur idéal en BO
Impédance d’entrée différentielle : ZE = RE ≈ ∞ ===> I- = I+ = 0
Impédance de sortie : ZS = RS ≈ 0 Ω
Gain différentielle statique : G0 ≈ ∞
4°) Caractéristiques de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
UN
IVER
SITE
HA
SSA
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CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
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ES E
T T
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. BA
GH
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 14
5°) Schéma équivalent électrique de l ’amplificateur opérationnel
Amplificateur réel (AOR) en BO
Amplificateur idéal (AOI) en BO
AOI ===> I+ = I- = 0 car ZE = RE ~ ∞
ε = e+ - e-
s ≈ ∞ ~ e-
e+
ε ∞
0
G0 (e+ - e-)
s
G0 ≈ ∞
ε = e+ - e-
s = G0 ε ~ e-
e+
ε ZE
ZS
G0 (e+ - e-)
s
G0 ≈ 105
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LEC
TRIQ
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 15
dBsoitGGf
TBFdispositifHzqcqf
sradqcqcoupuredepulsation
f
fj
G
j
GsG c
c
cc
100100
100
/10
11 5
0
00
La bande passante BP ou la bande d’utilisation de l’AOR va de 0 à fc.
Comme fc = à qcq 100 Hz alors l’AO est un dispositif TBF (de 0 à 30 kHz)
L’AOR en BO se comporte comme un filtre passe-bas actif du 1er ordre
AO en BO est un dispositif TBF
L’amplification en tension (ou gain en boucle ouverte) dépend de la fréquence.
6°) Propriétés de de l’amplificateur opérationnel en boucle ouverte
Amplificateur réel en BO
)(dBG
G0 (dB) = 100 dB
- 20 dB/décade
F.P.B. 20 dB
40 dB
60 dB
80 dB
0 dB 1 10 102 103
décade
20 dB
Réponse idéale (asymptotique)
flog
G
f
G0 Réponse réelle
Réponse idéale (asymptotique)
fc 0
G0/√2
F.P.B
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 16
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D -
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IE E
LEC
TRIQ
UE
ess
e
e
vGvvs
veeve
e
0
0
La fonction de transfert s = f(ε) est fournie en fonctionnement de l’AO en BO
7°) Fonction de transfert de l’AO en boucle Ouverte : s = f (ε )
Amplificateur réel en BO : G0 ≈ 105
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOR en BO
ε
s
-Vsat
+Vsat
ε = e+ - e- Zone 3
Zone 2
Zone 1 ∆ε
εm de qcq mV
mm
Régime saturé
Régime saturé
Régime linéaire
+εm -εm
m
m m
m
s
t
+ Vsat ≈ V+ – (1 à 2 V) - Vsat ≈ V- + (1 à 2 V)
+ Vsat
- Vsat
VVsat 5,13
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 17
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ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
On distingue trois zones de fonctionnement :
• Zone 1 : s = G0 ε
• Zone 2 : s = + Vsat
• Zone 3 : s = - Vsat
Dans le domaine linéaire :
5
500 1010.13
5,13
.2
.2
V
VVssGavecGs
m
sat
VmVm
510.1313,0
VVsoitVàVV satsat 5,1321
s
-Vsat
+Vsat
ε = e+ - e- Zone 3
Zone 2
Zone 1 ∆ε
εm de qcq mV
mm
Régime saturé
Régime saturé
Régime linéaire
+εm -εm
m
m
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 18
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GEN
IE E
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TRIQ
UE
• Zone 1 se réduit à : ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat FL
• Zones 2 et 3 : si ε > 0 e+ > e- alors s = + Vsat FNL
si ε < 0 e+ < e- alors s = - Vsat
On constate que la tension différentielle ε est très faible aux autres tensions du
circuit (de l’ordre du 1/10 du mvolt, le plus souvent) ; on pourra ainsi considérer, dans
la zone linéaire, que ε = 0 (ce qui revient à un gain infini) :
linéairedomaineledans
VVsmaisGss
eesoit
sat
5,130
0
0
Si ε = 0 <====> e+ = e- alors FL
Amplificateur idéal en BO : G0 → ∞
temps
-Vsat
+Vsat s ε
G0 ~ ∞ s
ε = e+ - e-
-Vsat
+Vsat
Zone 3
Zone 2
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 19
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D -
DEP
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TEM
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UE
Fonctionnement non linéaire
FNL ε s Signal de sortie s n’a pas la même
forme que celui de l’entée e ou complètement déformé
Fonctionnement linéaire
FL ε s Signal de sortie s a la même forme que celui de l’entée e
En fonctionnement linéaire, la tension à amplifier ne pourra pas être appliquée directement entre les bornes inverseuse ou/et non inverseuse : nécessité au préalable d’une boucle de rétroaction
8°) Fonctionnement linéaire et non linéaire de l’AO
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 20
+
-
ve vs
e-
e+ ~
AOI en BO
ve + Vsat
- Vsat
0 T
vs
temps
ess
e
e
vGvvs
veeve
e
0
0
phasedeoppositionenvetv es
Exemple n°1 de FNL :
satVstatiquemmen
sentThéoriquempetitmoindreLe
GAOI
Gs
:Pr
:
0
0
UN
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. BA
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D -
DEP
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GEN
IE E
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TRIQ
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 21
vs
satVstatiquemmen
sentThéoriquempetitmoindreLe
GAOI
Gs
:Pr
:
0
0
ess
e
e
vGvvs
veeve
e
0
0
phaseenvetv es
Exemple n°2 de FNL :
ve + Vsat
- Vsat
0 T
temps
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOI en BO
UN
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AR
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IE E
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 22
00
0
BBetGGAutrement
VsVréactioncontreenAOI satsat
es
e
s
vv
eeve
ve
0
Exemple de FL :
es vv
- Vsat
0 T
vs = ve
temps
+ Vsat
+
-
ve
vs
~
e-
e+
AOI en CR
1e
s
v
vG
UN
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– F
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MO
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. BA
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 23
Il existe 4 façons de faire fonctionner l’ AO :
AO en boucle ouverte AO en réaction négative
(ou en rétroaction) ( ou en contre réaction)
AO en réaction positive (ou en réaction) AO en réaction positive et négative
discussion
ε = 0
ε = 0
ou
ε ≠ 0 ε ≠ 0
ε ≠ 0 FNL
FNL
FL
FL
ou FNL
CR (ou RN) ====> ε = 0 <====> e+ = e- alors FL
9°) Différents modes de fonctionnement
+ -
+ -
+ -
+ -
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MO
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GH
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 24
Boucle ouverte ou Réaction positive :
Fonctionnement en régime saturé
(ou non linéaire)
Réaction négative (ou contre réaction) :
Fonctionnement en régime linéaire
ε = 0 e+ = e- et -Vsat < s < +Vsat
si e+ > e- alors s = + Vsat
si e+ < e- alors s = - Vsat
La contre réaction : diminue le gain en tension et augmente la bande passante
+ -
+ -
+ -
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MO
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. BA
GH
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 25
Circuit de contre réaction peut être un fil, un dipôle ou un quadripôle
10°) Hypothèses simplificatrices pour un fonctionnement en linéaire
+ -
D
+ -
Q
+ -
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– F
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MM
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MO
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D -
DEP
AR
TEM
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NC
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MM
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MO
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D -
DEP
AR
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GEN
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 27
1°) Montages fondamentaux
2°) Montages particuliers
UN
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CA
– F
AC
ULT
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ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
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MO
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MM
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D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
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UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
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PR
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 28
Montage suiveur
1°) Montages fondamentaux
1e
ses
v
vGvv
+
-
ve
vs
~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
UN
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N II
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MO
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MM
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MO
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S É
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CTR
ON
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PR
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. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 29
Montage amplificateur inverseur
1
2
1
2
R
R
v
vGv
R
Rv
e
ses
+
-
R2
ve
R1
vs ~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
UN
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HA
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N II
CA
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CA
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AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
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MO
HA
MM
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EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
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UIT
S É
LEC
TRIQ
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ET
ÉLE
CTR
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ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 30
+
-
R0
ve
R0
vs ~
e-
e+
Montage inverseur
10
0 e
sees
v
vGvv
R
Rv
eeCR
IIAOI
0
0
UN
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MO
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MM
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IP –
MO
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. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 31
Montage amplificateur non inverseur
1
2
1
2 11R
R
v
vGv
R
Rv
e
ses
+
-
R2
ve
R1
vs
~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
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SSA
N II
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LAN
CA
– F
AC
ULT
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CIE
NC
ES E
T T
ECH
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MO
HA
MM
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EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
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S É
LEC
TRIQ
UES
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ÉLE
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ON
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ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 32
Montage sommateur
21 vvvs
+
-
R3
v1
R1
vs ~
v2
R2
~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
2
2
31
1
3 vR
Rv
R
Rvs
0321 RRRRSi
UN
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HA
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LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 33
Montage sommateur non inverseur
+
-
R4
R2
R3
R1
vs
e-
e+
v2 ~
v1 ~
21 VVVs
2
1
31
1
4
43
21 vR
Rv
R
R
RR
RRvs
04321 RRRRRSi
eeCR
IIAOI
0
0
UN
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AC
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E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
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D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 34
Montage soustracteur
+
-
R3
R4
R2
R1
vs
e-
e+
v2 ~
v1 ~
12
1
2 vvR
Rvs
04321 RRRRRSi 4231 RRetRRSi
12 vvvs
1
1
22
43
21
1
4 vR
Rv
RR
RR
R
Rvs
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 35
Montage intégrateur
dttvRC
tv es
1
+
-
C
ve
R
vs ~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 36
Montage dérivateur
dt
dVRCV e
s
+
-
R
ve
C
vs ~
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 37
Montage logarithmique
+
-
ve
R
vs
V
i
diode
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
0
lnRI
vuv e
Ts
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 38
Vd
Id
diode Rappel :
→ La tension uT est correspond à la tension thermodynamique, d'une valeur de 25 mV environ à l’ambiance. → Is correspond au courant de saturation de la diode D ou courant inverse, de qcq nA.
1T
d
u
V
satd eII
→ Le courant à traversant la diode est donné par la relation :
s
dTd
u
V
sdI
IuValorseIIsidirectEn T
d
ln:
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 39
Montage anti-logarithmique (ou exponentiel)
diode
+
-
ve
R
vs
V
i
e-
e+
eeCR
IIAOI
0
0
T
ess
u
vIRv exp
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 40
+
-
R
R vs
v2
C
v1
C
e+
e-
Montage intégrateur différentiel
dttvtvRC
tvs 12
1
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
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CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
2°) Montages particuliers
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 41
gs iRv
Source de tension simple
~ vs
-
+ R
viiRv
eeete
sggs
00
vs
R
ig +
- e-
~ e+
eeCR
IIAOI
0
0
f.e.m
UN
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N II
CA
SAB
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CA
– F
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ES S
CIE
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ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 42
Source de tension amélioré
vs’
R1
ig +
-
vs
R3
+
- R2
eeCR
IIAOI
0
0
eeCR
IIAOI
0
0
gs iR
RRv
2
31
~ vs
+
-
f.e.m
UN
IVER
SITE
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N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 43
+
- R1
R2
R4 R3
vs
eg r
i
Source de courant
→ Fournit un courant i indépendant du circuit de charge (d'impédance r ici)
→ Montage nommé source de Howland
eeCR
IIAOI
0
0
3
3241R
eiRRRRSi
g
~ i
c.e.m
UN
IVER
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N II
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LAN
CA
– F
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ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
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MM
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D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 44
vs
v1 R2
RG
+
-
+
- R1
v2
+ -
R0 R0
R0 R0
S1
S2
Amplificateur d'instrumentation
eeCR
IIAOI
0
0
21121 vv
R
RRv
G
s
213 vvvs
021 RRRRSi G
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 45
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 46
1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre
2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
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ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 47
CRjR
RH
21
2
1
1
→ Gain d’un amplificateur inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
20
R
RAH
CRfC
22
1
C
j
HH
1
0Configuration n°1
1°) Filtre actif passe bas de 1er ordre
Filtre à contre
réaction simple
ve vs
+
-
R1 C
R2
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 48
CRjR
RH
1
11
1
2
→ Gain d’un amplificateur non inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
20 1
R
RAH
CRfC
2
1
C
j
HH
1
0Configuration n°2
ve vs
+
-
C R2
R1
R
Filtre à contre
réaction simple
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 49
CRj
CRj
R
RH
1
1
1
2
1→ Gain d’un amplificateur inverseur :
→ Fréquence de coupure si :
1
20
R
RH
CRfC
12
1
C
C
j
j
HH
10
Configuration n°1
2°) Filtre actif passe haut de 1er ordre
ve vs
+
-
C
R2
R1
Filtre à contre
réaction simple
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 50
CRj
CRj
R
RH
11
1
2
→ Gain d’un amplificateur non inverseur :
→ Fréquence de coupure :
1
20 1
R
RHA
CRfC
2
1
C
C
j
j
HH
10
Configuration n°2
ve vs
+
- C
R2
R1
R
Filtre à contre
réaction simple
eeCR
IIAOI
0
0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 51
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 52
1°) Comparateurs simples de valeur relative
2°) Comparateurs simples de valeur absolue
3°) Comparateurs à seuils ou à hystéresis (ou triggers de Scmitt)
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 53
On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives
de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur.
Montages comparateurs simples de valeur relative
E0
Ve Vs
+
_
+ _ ~ Vs
+
_
+ _ ~
Comparateur
non inverseur
Comparateur
inverseur
AOI en BO AOI en BO
En permutant Ve(t) et V0, on obtient
E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0
E0
Ve
1°) Comparateurs simples de valeur relative
Sortie
binaire
Sortie
binaire
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 54
Montage comparateur simple non inverseur de valeur relative :
Montage n°1
Montage n°2
+
Montage n°3
+
Ve Vs
+
_
~ VREF = E0 = 0
E0
Ve Vs
+
_
+ _ ~
E0 > 0
E0
Ve Vs
_
+
_ ~
E0 < 0
+
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 55
t
Vs
+ Vemax Ve
t
E0
- Vemax
+ Vsat
VVsVee
VVsVee
sate
sate
00
00
seuil
Montage n°1
tbasculemendeseuil
Ve
:0
00
Chronogrammes
- Vsat
Si Ve = E0 = 0 basculement
+
e-
Ve Vs
+
_ e+
~ VREF = E0 = 0 E0
Ve > 0
Ve < 0
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 56
t
Vs
+ Vemax
Ve
t
E0
- Vemax
Ve > E0
Ve < E0
Si Ve = E0 basculement
VVsVVee
VVsVVee
sate
sate
0
0
0
0
seuil
tbasculemendeseuilV
VVe
:
0
0
0
Montage n°2
Chronogrammes
E0
Ve Vs
+
_
+ _ ~
E0 > 0
+ Vsat
- Vsat
UN
IVER
SITE
HA
SSA
N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
E D
ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
HA
MM
EDIA
D
EUST
- M
IP –
MO
DU
LE :
E 1
41
– C
IRC
UIT
S É
LEC
TRIQ
UES
ET
ÉLE
CTR
ON
IQU
ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 57
Fonctions de transfert des comparateurs simples non inverseurs
Vs
-Vsat
+Vsat
0
Ve
satse
satse
eREFe
VVEV
VVEV
EVVVee
0
0
0
0
0
Vs
-Vsat
+Vsat
0
Ve
00 EVREF
0 0
0 0
00 EVREF
+
e-
Ve Vs
+
_ e+
~ VREF = E0 = 0 E0 E0
Ve Vs
+
_
+ _ ~
E0 > 0
UN
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N II
CA
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CA
– F
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MO
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. BA
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D -
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TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 58
On distingue deux types de montages comparateurs selon les positions respectives
de Ve(t) et VREF = E0 sur les entrées du comparateur.
Montages comparateurs simples de valeur absolue
E0 = 0 E0 > 0 E0 < 0
E0
Ve
Vs
+ _ +
_ ~
R1
R2
e-
e+
Comparateur
non inverseur AOI en BO
Sortie
binaire
E0
Ve
Vs
+
_
+ _ ~
R1
R2
e-
e+
Comparateur
inverseur AOI en BO
Sortie
binaire
2°) Comparateurs simples de valeur absolue
UN
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N II
CA
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CA
– F
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D -
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TEM
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 59
Montage n°1
VREF = V0 = 0 E0
Ve
Vs
+ _
~
R1
R2
e-
e+
Montage n°2
V0 > 0 VE0
Ve
Vs
+ _ +
_ ~
R1
R2
e-
e+
V0 < 0
Montage n°3
E0
Ve
Vs
+ _
+
_ ~
R1
R2
e-
e+
Montage comparateur simple non inverseur de valeur absolue :
UN
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N II
CA
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LAN
CA
– F
AC
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ES S
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T T
ECH
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EUST
- M
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MO
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E 1
41
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. BA
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D -
DEP
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TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 60
Montage n°1
VREF = E0 = 0 E0
Ve
Vs
+ _
~
R1
R2
e-
e+
0:00
0:0
21
2
21
2
seuilee
e
VSeuilVRR
RV
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RVeete
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seuileesatS
VVVeesiVV
VVVeesiVV
0
0
0eVsitBasculemen 0seuilV
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MO
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 61
Montage n°2
E0 > 0 E0
Ve
Vs
+ _ +
_ ~
R1
R2
e-
e+
0
2
10
2
1
21
2
21
10
21
2
21
10
:0
0:0
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RVSeuilE
R
RV
RR
RV
RR
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RV
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RR
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RV
RR
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2
1 ER
RVsitBasculemen e
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 62
+ Vemax
Ve
t
- Vemax
Ve >Vseuil
Ve < Vseuil
Si Ve = Vseuil basculement
Vseuil
t
Vs
0
2
1 VR
RVVsitBasculemen seuile
seuilesatS
seuilesatS
VVR
RVsiVV
VVR
RVsiVV
0
2
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0
2
1
Chronogrammes
+ Vsat
- Vsat
UN
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TRIQ
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 63
seuilesatS
seuilesatS
VER
RVsiVV
VER
RVsiVV
0
2
1
0
2
1
Vs
-Vsat
+Vsat
0seuilV
Ve > Vseuil
Ve < Vseuil
Ve
Fonction de transfert
0
2
1 ER
RVVsitBasculemen seuile
UN
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 64
3°) Comparateurs à seuils ou à hystérésis (Trigger de Schmitt)
e2
e1 Vs
+
_
+
_
R2
R1
~ e1
e2 Vs
+
_ + _
R2
R1
~
Dans le cas général, les entrées e1 et e2 du montage reçoivent d’une part le signal à
comparer ve(t) et d’autre part une tension de référence VREF = E0
Trigger
inverseur Trigger non
inverseur
UN
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CA
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AR
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IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 65
Montage comparateur à hystérésis non inverseur (Trigger non inverseur) :
E0
Vs
+
_
R2
R1
~
E0
Vs
+
_
+ _
R2
R1
~ E0
Vs
+
_
+
_
R2
R1
~
Montage n°1
VREF = E0 = 0
Montage n°2
E0 > 0
Montage n°3
E0 < 0
Ve
Ve Ve
UN
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N II
CA
SAB
LAN
CA
– F
AC
ULT
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NC
ES E
T T
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MO
HA
MM
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EUST
- M
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MO
DU
LE :
E 1
41
– C
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. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 66
Montage n°1
VREF = E0 = 0 E0
Ve Vs
+
_
R2
R1
~
SatSSatBH
SeeS
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VVcarVR
RVVseuilsLes
VR
RV
RR
RV
RR
RV
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RV
RR
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2
1
21
2
21
1
0
21
2
21
1
:
0
0
VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui
font changer la valeur de la sortie Vs
UN
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MO
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MO
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. BA
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D -
DEP
AR
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GEN
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TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 67
SatBSatH
SeeS
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VR
RVetV
R
RVseuilsLes
VR
RV
RR
RV
RR
RV
eesitBasculemeneetRR
RV
RR
RVe
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1
2
1
21
2
21
1
21
2
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1
:2
0
00
HeesatsatS
BeesatsatS
VVR
RV
RR
RV
RR
RVeealorsVVLorsque
VVR
RV
RR
RV
RR
RVeealorsVVLorsque
0
2
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21
2
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1
0
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21
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21
1
0
0
satSHe
satSBe
VVVVSi
VVVVSi
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satSBe
VVVVSi
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 68
BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV
Bsatsats
ème
Hsatsats
èr
VseuilVàVdepasseVcycle
VseuilVàVdepasseVcycle
::2
::1
Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve)
Vs
Ve VB VH
+ Vsat
- Vsat
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TRIQ
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 69
VH
VB
Ve
t
t
Vs
+Vsat
-Vsat
BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV
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D -
DEP
AR
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ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 70
Montage n°2
E0 > 0 E0
Ve Vs
+
_
+ _
R2
R1
~
SatBH
SeeS
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VR
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R
RRVVseuilsLes
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RR
RV
RR
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RV
RR
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10
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10
1
21
21
2
21
10
0
21
2
21
1
:
VH et VB (seuils de commutation de la sortie) sont les valeurs de la tension Ve qui
font changer la valeur de la sortie Vs
UN
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CA
– F
AC
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EDIA
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IP –
MO
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LE :
E 1
41
– C
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GH
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D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 71
SatBSatH
SeeS
es
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RV
R
RRVetV
R
RV
R
RRVseuilsLes
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RV
R
RRV
RR
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RR
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RV
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:
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FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 72
satSBe
satSHe
VVVVSi
VVVVSi
Hsatsats
ème
Bsatsats
èr
VseuilVàVdepasseVcycle
VseuilVàVdepasseVcycle
::2
::1
Vs
Ve VB VH
+ Vsat
- Vsat
Cycle d’hystérésis : Vs = f(Ve)
BeHesatS
HeBesatS
VVetVVsiVV
VVetVVsiVV
UN
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UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 73
Fin du chapitre VIII
UN
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ES S
CIE
NC
ES E
T T
ECH
NIQ
UES
MO
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MM
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D
EUST
- M
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E 1
41
– C
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TRIQ
UES
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CTR
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ES
PR
. A
. BA
GH
DA
D -
DEP
AR
TEM
ENT
GEN
IE E
LEC
TRIQ
UE
FSTM : DEUST - MIP E141 : Circuits Électriques et Électroniques Pr . A. BAGHDAD 74