Terminale Génie Electrotechnique : Travaux pratiques de Physique appliquée :
T.P. n°4 : Amplificateur opérationnel en régime non-linéaire .  page n° 2/2

On pose k = R1/(R1+R2)  , alors e   =  k.vs - v1 .L'amplificateur opérationnel fonctionnant en régime de saturation, le signe de e déterminera la valeur de vs.
    si 
e     >  0  , c'est à dire si    k.vs > v1  , alors vs = VH ;
    si 
e     <  0  , c'est à dire si    k.vs < v1  , alors vs = VL ;
La tension de sortie basculera lorsque
e  changera de signe.
    2.3  Relevés :
Observer simultanément à l'oscilloscope les tensions v1 et vs . Relever précisément les valeurs de v1 pour lesquelles la tension de sortie vs bascule (passage de vs de VH à VL ou inversement .
En supprimant la base de temps de l'oscilloscope, observer vs= f(v1) .Recommencer l'observation pour R1 = 20, 30, et 40 k
W . Quelles sont les nouvelles valeurs des tensions de basculement.
3. Montage astable à amplificateur opérationnel :
3.1 Montage :

3.2 Etude théorique :
      L'amplificateur opérationnel fonctionne en régime de saturation.  vs  ne peut donc prendre que deux valeurs ,VH ou VL, suivant que  est positive ou négative .
    D'autre part vE+, est toujours égale à R1/(R1+R2) .vs = k.vs .
      Si à l'instant t=0, vc = 0 , et vs = VH, le condensateur C se charge à travers la résistance R ; vc évoluerait vers VH si vs restait constante .
   
e   = v1 - vc = k.vs -vc  ; pour t = 0,  e = k.VH > 0 .
Lorsque le condensateur se charge, 
e   diminue  et s'annule en changeant de signe lorsque vc = k.VH . Alors la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel, vs passe de VH à VL et v1 de k.VH à k.VL .
Le condensateur se décharge alors à travers R ; vc évoluerait vers VL si vs restait constante. Or   
e   va  à nouveau changer de signe lorsque vc atteint la valeur k.VL . vs change à nouveau de valeur et redevient égale à VH ; le condensateur se charge à nouveau etc...
On montre que la valeur théorique de la période de fonctionnement du montage est donnée par :            T = 2.R.C Ln (1+2.R1/R2) . Si R1=R2 , T = 2.R.C Ln (3) = 2,2 R.C .
( T en secondes , R en ohms, C en farads )
3.3 Relevés : Observer vc et vs en fonction du temps. Pour quelles valeurs de vc la tension vs bascule-t-elle? Mesurer la période T de fonctionnement du montage. En déduire la fréquence f . La période correspond-elle à la valeur théorique ?