Amplificateur opérationnel

[invite28576502]

Bonjour à tous je vous demande de l'aide a propos d'un projet sur lequel je travaille au lycée en ce moment. J'ai un petit soucis avec un montage que mon professeur a réalisé car je n'arrive plus a retrouver la formule de sortie de ce montage dont je vous mets le lien. Je pense que le premier AOP est un amplificateur non-inverseur et le second un amplificateur inverseur. La formule pour la tension de sortie du montage est d’après moi Vs=vcte*(-r4/r3)+Ve(1+r4/r3). Cependant je ne suis pas sur que le 1er Aop soit un non-inverseur je m'en remets donc à vous Merci.
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[Antoane]

Bonjour et bienvenue,
Les montages sont un rien "batard", ou en tous cas différents des cas d'école pour lesquels on connais les formules (AOP alimenté entre + et - Vcc, avec un potentiel de référence à la masse).
Ici, le plus simple est de faire toute la démonstration à la main, en supposant l'AOP idéal et en mode linéaire.

Ta formule te parait-elle correcte ? Si oui, ne trouves-tu pas étrange que RV1 et R2 n'apparaissent pas dans la formule ?

Ce n'est peut-être qu'un problème de schématisation, mais il ne devrait y avoir qu'un seul générateur dans ton schéma, au niveau de Vcc. Ve est par exemple théoriquement fournie par la sortie du capteur. De même, c'est au 7808 de générer Vcste.

Il manque quelques condensateurs autours du 7808... voir dans sa datasheet.

[invite28576502]

Merci de m'aider Antoane et bien étant en classe de terminal je ne connais que les cas d'écoles les plus simples c'est bien pour cela que j'ai du mal avec ce schéma et que je fais appelle à des gens plus expérimentés... Je sais qu'il y a un problème dans ma formule^^ déjà est-ce bien un non-inverseur et un inverseur auxquels j'ai affaire ? Et pour ce qui est de faire la démonstration à la main je ne vois vraiment pas comment faire puisque c'est la 1er fois que j'ai affaire à un montage avec 2 AOP et en plus qui n'ont pas les formes conventionnelles...

[Antoane]

Qu'il y ai 1 ou 10 AOP, c'est pareil, don't panique.
Comme tu l'as observé, il y a deux "blocs", deux fonctions, différentes. Commence donc par les séparer sur ton schéma, puis reposte-le, histoire d'être sûr.
Trouve la (ou les) entrées de chaque bloc et la sortie. Trouve alors la relation entre entrée et sortie de chaque bloc, puis mets toutes les équations ensemble, secoue et ça marche.

Pour démontrer les relations, suppose que l'AOP est idéal et en régime linéaire, puis applique ton cours (V+=V-, i+=i-=0). Si c'est pas dans ton cours, c'est qu'il faut trouver la méthode par toi-même... google devrait être assez généreux pour t'aider

C'est un TPE ?

déjà est-ce bien un non-inverseur

Dans ce cas particulier, il a un autre nom.

et un inverseur auxquels j'ai affaire

Plus ou moins... Si je te dis oui, tu me donnes quelle relation entrée/sortie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite28576502]

aop.png
Pour ce qui est de celui-ci il me semble que c'est un non-inverseur ainsi je dirai qu'en sorti j'ai: Vs=Ve(1+Rv2/R3)


aop2.png
Pour celui-ci j'ai trouver : Vs=(R2/(RV1+R2))*Vcte

Pour repondre à ta question c'est un PPE que je dois bientôt présenter

[Antoane]

Le découpage est le bon.
L'équation du second montage est ok.

Par contre pour le premier, ta formule n'est bonne que si R3 est reliée à la masse...
Ce n'est donc pas un montage "non-inverseur" classique car on peut dire qu'on a deux entrées : Ve et la sortie du premier op-amp.

[invite28576502]

La je suis perdu c'est quoi alors cette "bêtes" je ne sais plus comment mis prendre comment je pourait faire pour trouver la formule de sortie du 2ème op-amp...

[Antoane]

Il faut écrire la démonstration, qui ne sera identique à aucune de celle du cours. La technique est toujours la même, voir par exemple ici : http://www.siloged.fr/cours/electron...1c8625cbfcafd2
C'est pas méchant : une loi des mailles et un remplacement dans la formule...


Si tu donnes un faisan à un affamé, il mangera un jour. Si tu lui donnes un fusil, il dégommera tous les autres affamés, et règlera définitivement le problème du manque de nourriture.

[invite28576502]

Alors j'ai essayé avec ta méthode et je trouve: Vs=((-R4/R3)-Ve)*Vcte
cela te parait t'il correct ?

[Antoane]

C'est pas homogène.

Envoies toute la démonstration.

[invite28576502]

Vs=-VR4-Ve=(-R4*I4)-Ve
Vcte=VR3-Ve+(R3*I3)-Ve
Vs/Vcte=(-R4/R3)
Vs=(-R4/R3)*Vcte

[Antoane]

Donc Ve n'apparaitrait pas... C'est bizarre, non ?

Qui est R4 ?

Prend ton temps. Pause bien les choses : flèche toutes les tension dont tu auras besoin, flèche aussi les courants. Dans ce genre d'exercice, on fait très facilement une erreur de signe lors de la mise en équations du montage.

[invite28576502]

R4 correspond a RV2 désolé ... et pour Ve qui n’apparaît pas je ne sais pas quoi te dire sinon que je vais demander comment faire à mon professeur d'elec demain ^^

[Antoane]

Vs=-VR4-Ve=(-R4*I4)-Ve
ok.

Vcte=VR3-Ve+(R3*I3)-Ve
Avec V° la tension de sortie du 1er op-amp (V°=Vcste*R2/(RV1+R2)) : V°=VR3-Ve. j'imagine que le + est un = en majuscule

Vs/Vcte=(-R4/R3)
Ca je vois pas d'où ça sort... Tu n'aurais pas fait : première ligne divisée par deuxième, puis : I4=I3 et simplifier un peu abusivement ?

I4=I3, on est d'accord (c'est là qu'il y a très souvent une erreur : on flèche mal et se retrouvent avec I4=-I3), mais pour toi c'est ok.
Donc on secoue les deux équations et la solution est là, t'as fais le plus dûr !


PS : t'as un référence pour l'accéléromètre ?

[invite28576502]

Bon alors j'en ai parlé a mon professeur y ma parlé de la loi de superposition pour résoudre mon problème ^^ y ma dit aussi que mon premier AOP est un suiveur et le 2ème un soustracteur.

[Antoane]

2ème un soustracteur.

Ouais. Force est d'avouer que là je me sens con.

N'importe quelle méthode convient : loi des mailles/des noeud comme tu as commencé, principe de superposition, théorème de millman, etc (avec etc = je sais pas trop quoi, mais ça doit bien exister )

PS : t'as un référence pour l'accéléromètre ?

[invite28576502]

Oui je suis comme toi je n'ai pas bien compris pourquoi c'est un soustracteur ????
Pour la référence de l'accéléromètre c'est : DE-ACCM3D
Enfin j'aimerai bien que tu m'explique ce qu'est l'impédance stp je n'ai rien trouvé de très compréhensible sur internet ^^ mon prof ma dit que mon premier AOP qui est un suiveur sert à régler l'impédance mais j'avoue que je suis perdu

[Antoane]

J'ai eu le même problème pour mes TPE... En gros : Une impédance, c'est comme la résistance, mais en courant alternatif.
J'explique : une bobine, en courant continu, ça a une résistance nulle (c'est jamais qu'un fil enroulé). En revanche, en courant alternatif, une bobine va limiter le passage du courant, elle va lui opposer résistance. Plus la fréquence augmente, plus l'opposition au courant qu'exerce la bobine augmente (en fait, elle est proportionnelle à la fréquence). La bobine s'oppose au passage du courant, on pourrait donc parler de "résistance" d'une bobine, le problème, c'est que sa valeur varie avec la fréquence... on va donc utiliser un autre terme : l'impédance. On l'appelle souvent Z et on a : Z=U/I.
Donc : l'impédance d'une résistance, c'est sa résistance : Z=R, quelle que soit la fréquence ;
l'impédance d'une bobine c'est Z=Lw, avec w=2*Pi=fréquence. En particulier : en courant continu, f=0, donc Z=0ohm (c'est logique )
Et l'impédance d'un condensateur c'est Z=1/(C*w). En particulier, en courant continu : Z-> l'infini : un condensateur en continu, c'est un circuit ouvert.


Dans un pont diviseur de tension comme celui-ci : , on as Us=R1*UE/(R1+R2), uniquement car aucun courant ne sort par le point milieu (Is=0). C'est par exemple le cas si tu branche à cet endroit l'entrée d'un AOP.
En revanche, si Is différent de 0, la tension change. Comme on veut que l'extrémité de R3 (celle-ci) http://forums.futura-sciences.com/at...ionnel-aop.png soit à un potentiel constant, on ne peut pas directement la relier au milieu d'un pont diviseur de tension. On utilise donc un AOP en suiveur, qui va sortir la même tension qu'en entrée, mais avec la possibilité de fournir un certain courant (~10mA pour un AOP classique).


Termine la démonstration de l'équation du montage et tu verras si/pourquoi/jusqu'à quel point c'est un soustracteur

[invite28576502]

Merci énormement de ta réponse
Alors j'ai fini par trouver cette expression :Vs=(Ve*(1+R4/R3))-Vcte(RV2/R3)
Avec Vcte=Vcc*(R2/(R1+R2))
Une dernière question qu'entend tu part :"Comme on veut que l'extrémité de R3 (celle-ci) soit à un potentiel constant"

[Antoane]

Alors j'ai fini par trouver cette expression : Vs=(Ve*(1+R4/R3))-Vcte(RV2/R3)
Avec Vcte=Vcc*(R2/(R1+R2))

Vs=(Ve*(1+R4/R3))-V1(RV2/R3), avec V1 = la tension de sortie du 1er op-amp = Vcste*(R2/(RV1+R2))
Donc :
Vs=(Ve*(1+R4/R3))-Vcste*R2*RV2/((RV1+R2)*R3)
Donc c'est un soustracteur car Vs est la différence de deux tension, mais c'est pas vraiment un soustracteur car les deux tension qui nous intéressent (que ce soient Ve et Vcste ou Ve et V1) ne sont pas directement soustraites, un gain différent est appliqué à chacune.

Une dernière question qu'entend tu part :"Comme on veut que l'extrémité de R3 (celle-ci) soit à un potentiel constant"

Cette relation est toujours valable : V_s =(V_e*(1+R4/R3))-V1(RV2/R3)
Avec U1:A, elle donne :
Supposons maintenant qu'on supprime U1:A et qu'on câble directement R3 au milieu du pont diviseur de tension (je t'épargne les calculs), on obtient :
, donc
Donc : c'est le bazar, et V1 varie avec Ve, ce qui complique les réglages. En soit, c'est pas gênant puisque si tu regarde bien l'équation, tu remarques qu'elle peut se mettre sous la forme : , est c'est ce qu'on veut, mais les calculs et les réglages vont être insupportables, donc on préfère faire simple et ajouter un AOP *.


* : pour un circuit fabriqué en grande série, faire quelques calculs ne coute pas cher comparé à 1million d'AOP, donc on fait tous les calculs.

[invite28576502]

Donc par "potentiel constant " tu entend qu'il ne faut pas que v1 soit fonction d'une autre tension ?