Caractéristiques d'un amplificateur opérationnel
Considérons le montage suivant :
Il s'agit d'exprimer la tension de sortie s(t) en fonction e(t) afin de déterminer l'amplification de ce montage. La tension de sortie s'écrit :
or :
soit
Or la documentation technique d'un AOP donne comme valeur pour Av :
soit typiquement Av = 2.105. C'est à dire une quantité très grande devant 1. En conséquence le terme :
Le gain du montage se réduit donc à :
Le gain de ce montage ne dépend que des éléments extérieurs : les résistances. Ce constat explique le nom de ce circuit : amplificateur opérationnel. Cet amplificateur est opérationnel car il ne dépend que des composants que l'on rajoute. La simulation de ce montage donne pour les résistances suivantes :
R1 = 1 kW et R2 = 9KW
La zone de saturation existe toujours. Elle intervient pour :
En fait à cause des défauts internes à l'amplificateur opérationnel, elle intervient un peu avant.
Ce calcul et les approximations sont vraies en statique, à savoir pour des signaux en basse fréquence. Ce n'est pas le cas pour les fréquences un peu plus hautes. La caractéristique en fréquence du gain de l'amplificateur opérationnel Av est le suivant :
Soit le gain de l'amplificateur s'écrit en fonction de la fréquence :
d'où le gain du montage :
soit en remarquant que :
et en posant :
le gain du montage s'écrit :
soit pour R1 = 1 kW et R2 = 9KW, w1 = 100kHz. La simulation donne :
