Ce cinquième devoir de vacances vous propose de revenir sur l’étude des montages à amplificateur opérationnel alimentés sous une tension simple. Cette étude est l’occasion de mettre en application le théorème de superposition. Par ailleurs nous vous proposons l’étude du filtrage électrique analogique permettant de revoir le concept des fonctions d’approximations classiques (Butterworth, Chebyshev,..). Pour terminer , l’étude de filtres numériques avec le logiciel Scilab complète ce devoir. Un corrigé de ce devoir sera disponible d’ici une dizaine de jours avec un dernier devoir de vacances. Le corrigé du devoir n°4 précédent est maintenant disponible en téléchargement :

IBGroup

Le montage proposé sur le schéma suivant est un filtenceintere visant à rehausser le niveau des basses pour un signal audio. Il s’agit d’une version modifiée de la structure Baxandall couramment utilisée dans les correcteurs de tonalité. Pour une bonne correction audio on propose les valeurs suivantes Ro=22kΩ, P=R1=47kΩ et C=22nF.

bass_boost

Le calcul de la fonction de transfert dont le détail est disponible dans ce document (calculbassboost.pdf) permet de mettre la fonction de transfert sous la forme canonique suivante : equation1pour laquelle on donne :equation2L’étude de cette fonction de transfert montre que pour le réglage du potentiomètre α=1 le gain est égal à 0dB quelque soit la fréquence. Lorsque α=0 le gain est maximum pour f qui tend vers 0 et son expression est :equation3soit 14,4dB avec les valeurs indiquées.
Une simulation paramétrique avec LTSpice permet de constater le bon fonctionnement de ce montage :

simulationLTSpice

Télécharger le fichier de simulation prêt à l’emploi : bassboost.asc (nécessite la bibliothèque supplémentaire SP.lib). Pour compléter l’étude je vous propose un tracé avec Scilab permettant d’observer l’évolution du gain maximum en fonction du paramètre a ce qui est utile pour étalonner les indications sur la face avant du potentiomètre.

[pastacode lang= »markup » manual= »%2F%2F%20Trac%C3%A9%20du%20gain%20max%20en%20fnct%20de%20alpha%0A%2F%2F%20Amplificateur%20Bass%20Boost%20-%20poujouly.net%0Aalpha%3D0%3A0.1%3A1%3B%0ARo%3D22e3%3B%0AP%3D47e3%3B%0Again%3D20*log10((Ro%2FP%2B2-alpha).%2F(Ro%2FP%2Balpha))%3B%0Aplot(alpha%2Cgain)%0Atitle(‘Evolution%20du%20gain%20max%20en%20fonction%20de%20alpha’)%3B%0Axlabel(‘Rapport%20potentiom%C3%A9trique%20(alpha)’)%3B%0Aylabel(‘Gain%20max%20(dB)’)%3B » message= » » highlight= » » provider= »manual »/]

gainmax

 

Il s’agit d’un petit montage simple permettant de tester le fonctionnement d’un amplificateur opérationnel simple ou double. Bien qu’un amplificateur opérationnel ne soit pas destiné à fonctionner dans des montages de type comparateur de tension, c’est avec ce type de montage que j’effectue le test de bon fonctionnement. Un clignotement de la LED atteste d’un fonctionnement correct. Dans le cas contraire l’Aop est défectueux.

Cette réalisation tient dans une boite de type pupicoffre (ref MMP1) avec une alimentation par pile 9V (type 6F22). La photo ci-desssous donne un exemple de face avant.

Vous trouverez dans cette très bonne note d’application ST Microelectronics la mise en oeuvre d’un pré amplificateur pour microphone de type électret en utilisant un amplificateur opérationnel de la famille TS97x. La première partie de cette note d’application est consacrée à des rappels sur la pression acoustique et à quelques considérations importantes pour la mise en oeuvre d’un microphone.

Si vous regardez de plus près le schéma d’application reproduit ci-dessous, vous vous rendrez compte qu’il est possible d’alimenter un ampli op avec une alimentation simple à grand renfort de ponts diviseurs résistifs et de capacités.

Dans ce schéma, serez vous reconnaître les différents type de condensateur ?

  • Condensateur de liaison
  • Condensateur de découplage
  • Condensateur pour le filtrage
Comment justifier l’expression du gain pour ce montage donnée en bas de la page 3 de la note d’application ?

Bonne lecture & bonne analyse de documentation

12. mars 2012 · 2 commentaires · Catégories: Electronique, Exercices · Tags: ,

Connaissez vous les 3 montages de base à amplificateur opérationnel ? (suiveur,  amplificateur inverseur et non inverseur). Pour vous entraîner je vous propose de retrouver les relations entre Vs et Ve pour chacun des montages proposés ci-dessous. On suppose bien évidemment que l’amplificateur opérationnel utilisé est parfait et fonctionne en régime linéaire.

A vous de retrouver les relations en associant le numéro de chaque montage aux propositions du tableau suivant :

La correction sera disponible d’ici quelques jours.
Télécharger la version pdf de cet article ici