CHAPITRE III.
ETUDE EXPERIMENTALE
I/- Mesure du gain :
- But : Il s'agit de comparer les signaux
d'entrée et de sortie de l'amplificateur opérationnel.
- Principe : En introduisant un signal
sinusoïdal à l'entrée de certains amplificateurs
(inverseurs, non inverseurs) on obtient à la sortie un signal
sinusoïdal agrandi d'une quantité G.
- Matériel :
· Amplificateur opérationnel
· Oscilloscope cathodique
· Générateur continu = #177; 15 V(Ec)
· Générateur variable (Ev)
· Résistances R1 et R2.
1°) Gain d'un amplificateur
inverseur.
a) Réalisation ; Voir premier montage.
R2
Le gain est donné d'une part par la relation G1
= (gain théorique), d'autre part
R1
s
par G2 = (gain pratique)
e
La mesure à l'aide de l'oscilloscope des amplitudes Em et
Sm de e et s permet de déterminer
G= Sm/Em
b) Résultats :
Premier résultat.
R1= 130
R2= 1000 Le gain théorique est G1
= 7,7
Deuxième résultat.
- Pour le signal d'entrée
· Sensibilité : 10mV/cm
· Nombre de carreaux : 8,4
Alors Em = 84.10-3V
- Pour le signal de sortie
· Sensibilité : 0,1V/cm
· Nombre de carreaux : 6,8. Sm =
0,68V.
D'où le gain pratique G2 = 8,1
Aux erreurs expérimentales près G1 =
G2
2°) Gain d'un amplificateur non
inverseur.
a) Réalisation : Voir deuxième montage.
R2
On a d'une part le gain théorique G1= 1+
R1
et d'autre part le gain pratique G2 = s/e = Sm/Em
b) Résultats :
Premier résultat :
R1= 18
d'où le gain théorique G1= 56,6
R2= 1000
Deuxième résultat :
Pour le signal d'entrée :
· Sensibilité : 10 mV/cm Em =
50mv
· Nombre de carreaux : 5
Pour le signal de sortie :
· Sensibilité : 0,5V/cm
· Nombre de carreaux : 5,2 Sm =
2,6V.
D'où le gain pratique G2= 52.
Le gain G1 est différent de
G2 ; cela est dû au fait que l'amplificateur
opérationnel n'est pas idéal.
3°) Conclusion :
Les résultats obtenus sont assez satisfaisants, car les
gains théorique et pratique s'identifient à quelques erreurs
près.
II- INTEGRATEUR.
1°) BUT : Réalisation
des opérations mathématiques des calculateurs analogiques.
2°) Principe : Si on injecte
à l'entrée de l'intégrateur (amplificateur) un signal
carré, on obtient à la sortie un signal triangulaire. Cela nous
permet de dire en accord avec des calculs mathématiques effectués
dans la partie théorique que le signal de sortie s(t) est la somme
plusieurs fois effectuée du signal d'entrée e(t).
3°) Matériel :
Ø Amplificateur opérationnel
Ø Oscilloscope cathodique
Ø Générateur continu #177; 15V.
Ø Générateur variable.
Ø Résistance R.
Ø Condensateur C.
4°) Réalisation : voir
troisième montage.
En faisant entrer dans l'amplificateur opérationnel un
signal carré e(t), on visualise sur l'écran de l'oscilloscope le
signal de sortie :
1 ?e(t) dt
s(t) = - Rc
5°) Résultats :
e(t) Volts
b
t(s)
T/2
s(t) Volts
t(s)
Prenons b, l'amplitude crête à crête du signal
d'entrée. Dans l'intervalle [0, T/2], e(t) est une constante b.
- Calculs : s(t) = -? bdt/Rc = bt/Rc + s(0). Pour s(0) = 0
à l'instant t = 0 s = - bt/Rc
pour t = T/4 on aura s = bT/4Rc
Résultats calculés comparés aux
résultats mesurés :
|
e(t )= b
(Volts)
|
1,0
|
0,8
|
0,6
|
0,4
|
|
S(t ) calculée
(Volts)
|
4,5
|
3,6
|
2,7
|
1,8
|
|
s visualisée
|
5,7
|
4,0
|
3,2
|
2,4
|
s(V)
Courbe pratique
°
°
°
Courbe théorique
°
°
°
°
4
3
2
1
0 0,2 0,4 0,6 0,8
1 e(V)
Valeurs des éléments R = 3,3 KÙ C=
0,01ìF
Durée d'une période = T = 0,6s
Pour graphique correspondant au tableau ci-dessus.
X s calculée
. s mesurée
Interprétation : Nous aurons bien à faire
à un intégrateur. La précision attendue des
résultats correspond à 15%. Ce qui est de l'ordre de grandeur de
la précision des éléments R ;C 10%.
| 
