Amplificateur opérationnel non inverseur
Grandis un petit signal
Op amp abrège operational amplifier, amplificateur opérationnel : circuit alimenté comparant deux entrées. La contre-réaction négative renvoie une fraction de sortie à l’entrée soustractive. Non inverseur garde le signe. Le gain est le rapport des tensions ; l’écrêtage limite la sortie à un rail d’alimentation. Av désigne le gain linéaire en tension, en V/V : volts de sortie par volt d’entrée, avant écrêtage.
TABLE D’EXPÉRIENCES
Modifie les réglages du circuit, prédis les mesures puis vérifie un défi. Ce sont des modèles pédagogiques ; chaque leçon explique leurs hypothèses.
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Comment ça marche
Modèle idéal 0–5 V, courant d’entrée nul, sortie atteignant les rails. Les composants réels limitent plage d’entrée, excursion de sortie, vitesse et courant. Pas de test matériel.
Vout demandée = Vin × (1 + Rf/Rg). Vin est le signal, Rf le retour, Rg la résistance à la masse, référence 0 V. Tension de retour = Vout × Rg/(Rg + Rf). Elle égale Vin seulement en régime linéaire.
Difficulté
Construis · Observe
Allume avec entrée 0.5 V et deux résistances de 10 kΩ. Lis sortie 1 V.
Besoin d’un indice ?
0.5 V; Rg = Rf = 10 kΩ → 1 V
Explore · Règle
À entrée 0.2 V, obtiens une sortie de 0.95–1.05 V sans écrêtage.
Besoin d’un indice ?
0.2 V; Rg 10 kΩ; Rf 40 kΩ → 1 V
Résous · Découvre la limite
À entrée 1 V, choisis un gain d’au moins 6. Observe la sortie écrêtée à 5 V et une entrée de retour différente de 1 V.
Besoin d’un indice ?
1 V; Rg 5 kΩ; Rf 25 kΩ → demandée 6 V, réelle 5 V
Lectures complémentaires et fiches de circuits
Grandis un petit signal
Un lien utile
Rf et Rg égales donnent un gain de deux, pas un : la formule ajoute 1.
Un détail surprenant
À sortie écrêtée 5 V et gain demandé six, le retour vaut 5/6 V, moins que le signal de 1 V.
Un piège à éviter
La contre-réaction ne peut dépasser l’alimentation. L’égalité des entrées cesse lorsque la sortie écrête.
Rf vaut deux fois Rg, sans écrêtage. Le gain vaut…
- 2
- 3
- 4
Pour aller plus loin
Gain = 1 + Rf/Rg = 1 + 2 = 3.