Saturation en tension-Vitesse maximale de balayage (Slew rate)
- Mise en évidence de la saturation en tension à l’aide de l’amplificateur inverseur,
- mise en évidence de la triangularisation en sortie due à la vitesse maximale de balayage $\sigma$ de l’ampli. Op.,
- estimation de $\sigma$
- Carte d’acquisition+PC,
- oscilloscope numérique(facultatif),
- GBF,
- Deux résistances $R_1=1k\Omega$ et $R_2=10k\Omega$,
- ampli. $\mu A741$,
- fils électriques.
En basses fréquences, le montage réalise une amplification et une inversion si $-V_{sat}<V_s<+V_{sat}$ et la vitesse de balayage est inférieure à une limite $\sigma$ caractéristique de l’ampli. : $\left|\frac{dV_s}{dt}\right|<\sigma$. Dans ces conditions, la tension $V_s$ s’obtient comme suit :
\begin{eqnarray*}\left\{\begin{gathered}V^-=V^+=0\\ \frac{V_e-V^-}{R_1}+\frac{V_s-V^-}{R_2}=0\end{gathered}\right.\Rightarrow V_s=-\frac{R_2}{R_1}V_e=-AV_e ; \quad A=10\end{eqnarray*}
La mise en évidence de la saturation en tension nécessite de se placer en basse fréquence pour ne pas avoir la triangulation du signal. Pour une entrée sinusoïdale, la condition se traduit par : \begin{eqnarray*}V_e=V_{emax}\cos(\omega t) ;\quad V_s=-AV_{emax}\cos(\omega t)\\\left|\frac{dV_s}{dt}\right|<\sigma\Rightarrow V_{smax}=AV_{emax}<\frac{\sigma}{2\pi f}\end{eqnarray*}
Par conséquent la fréquence du signal doit être inférieure à la fréquence critique $f_c=\frac{\sigma}{2\pi V_{sat}}$ comme le montre le graphe suivant
Pour mettre en évidence la vitesse limite de balayage, on utilise le régime grand signaux. On augmente la bande passante du montage en diminuant le facteur d’amplification : $Af_{BP}=\mu_0f_0\approx 10^6$
On travaille avec un facteur A=1. Dans ce cas le montage devient inverseur. On excite avec un signal sinusoïdal de forte amplitude $(V_{emax}=9V)$.
Montage expérimental utilisé pour la mise en évidence de la saturation en tension et du slew-rate
Expérience en vidéo
Mise en évidence de la saturation en tension (amplificateur inverseur à base de $\mu A741$)
Expérience en vidéo
Mise en évidence de la saturation en tension (amplificateur inverseur à base de $\mu A741$)
[download id="1800"]
Expérience en vidéo
Mise en évidence du slew-rate (inverseur à base de $\mu A741$)
Expérience en vidéo
Mise en évidence du slew-rate (inverseur à base de $\mu A741$)
[download id="1806"]
Simulation LTSPICE
Mise en évidence du slew-rate de $\mu A741$
Simulation LTSPICE
Mise en évidence du slew-rate de $\mu A741$