Fonction amplification : l'amplificateur non inverseur
- Mesurer le gain statique et la bande passante de l’amplificateur non inverseur,
- Augmenter le gain statique sans affecter la bande passante.
Montage expérimental utilisé pour mesurer le gain statique et la bande passante de l’amplificateur non inverseur
- Oscilloscope
- 2 boites à décades de résistances $R_1$ et $R_2$
- multimètre numérique
- Fils électriques
On suppose que l’amplificateur opérationnel est parfait et fonctionne en régime linéaire. L’expression de la tension de sortie en fonction de la tension d’entrée s’obtient de la manière suivante :
\begin{eqnarray*}\left\{\begin{gathered}\underline V^+ -\underline V^-=\underline\varepsilon ;\quad \underline V^+=\underline V_e\Rightarrow \underline V^-=\underline V_e-\underline \varepsilon\\\frac{\underline V_s-\underline V^-}{R_2}+\frac{0-\underline V^-}{R_1}=0\\\underline V_s=\frac{\mu_0\underline\varepsilon}{1+j\frac{\omega}{\omega_0}}=\frac{\mu_0\underline\varepsilon}{1+j\frac{f}{f_0}}=\underline\mu_d\underline\varepsilon ;\quad f_0\approx 10Hz ;\quad \mu_0\approx 10^5\end{gathered}\right.\large\Rightarrow \left\{\begin{gathered}\underline V_s\left[\frac{1}{R_2}+\frac{1}{\underline\mu_d}\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right)\right]=\underline V_e\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right) ;\quad A=1+\frac{R_2}{R_1}\Downarrow\\ \underline V_s=\frac{\underline V_e A}{1+\frac{A}{\mu_0}+j\frac{\omega}{\frac{\mu_0\omega_0}{A}}} ;\quad \frac{A}{\mu_0}\ll1 ;\quad \omega_{BP}=\frac{\mu_0\omega_0}{A}\Downarrow \\ \underline V_s=\frac{A\underline V_e}{1+j\frac{\omega}{\omega_{BP}}} ;\underbrace{\omega_0\mu_0=A\omega_{BP}}_{\text{le produit gain} \times\text{ bande passante est constant}}\end{gathered}\right.\end{eqnarray*}
A est appelé gain statique et $\omega_{BP}$ est la bande passante, relative à la pulsation, à -3dB.
Dans le cas où on se place en basse fréquence (tout se passe comme si le gain différentiel de l’ampli. Op. est infini $\varepsilon=0$), la tension de sortie est en phase avec la tension d’entrée : $V_s(t)=AV_e(t)$
Expérience en vidéo
Évolution du gain en fonction de la fréquence
Évolution du gain en fonction de la fréquence
Évolution du gain en fonction de la fréquence
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Expérience en vidéo
Augmenter le gain($\approx 1300$) sans réduire la bande passante
Expérience en vidéo
Augmenter le gain($\approx 1300$) sans réduire la bande passante
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Simulation LTSPICE
Réponse fréquentielle de l’amplificateur non inverseur pour différents gains
Simulation LTSPICE
Réponse fréquentielle de l’amplificateur non inverseur pour différents gains