TP n°6 : Etude
du montage comparateur.
Objectif : utiliser un amplificateur opérationnel
comme comparateur.
- Fonctionnement du montage comparateur.
Le montage comparateur utilise un amplificateur
opérationnel. Pour comprendre ce que fait un montage comparateur, vous allez le
réaliser puis tracer sa caractéristique de transfert.
Alimentation de l’amplificateur opérationnel.
- Repérer sur l’amplificateur opérationnel, les bornes –15V et +15V
- Pour alléger le schéma, l’alimentation +15V/0V/-15V de l’AO n’est
pas représentée, cependant il faut toujours commencer le montage par
celle-ci. Relier l’AO à l’alimentation Jeulin 281-051 (-15V/0V/+15V),
la borne 0V sera reliée à un point quelconque, noté M, de la plaque de
connexion qui sera la masse du montage.
- Manipulation
- Les tensions UAM et UBM seront fixées grâce à
deux générateurs de tension continue variable (alimentation Jeulin
281-051.)

- Brancher un voltmètre pour mesurer UAM. Fixer UAM
à 3V.
- Faire varier UBM de –2V à +6V et mesurer UBM et US.
Présenter vos résultats dans un tableau.
Exploitation des résultats
Utiliser la loi d’additivité des tensions pour donner l’expression de UAB
en fonction de UBM et UAM.
Compléter votre tableau, en calculant pour chaque mesure la valeur de la
tension UAB.
Tracer la caractéristique de transfert de ce montage, c’est-à-dire le
graphique US=f(UAB). On utilisera
pour cela Synchronie en mode tableur et grapheur.
- Interpréter le graphique obtenu : donner la valeur de US
en fonction du signe de la tension UAB.
- Résumer le rôle de ce montage puis justifier alors le nom de
" montage comparateur ".
- Utilisation de la tension de sortie du montage comparateur.
- Manipulation
- Compléter le montage précédent par le circuit ci-dessous, monté sur
une plaquette
- Faire varier UBM de –5V à 5V. Décrire ce que vous observez.

Interprétation
Quel est le rôle des résistances de 1 kW ?
Les deux DEL peuvent-elles s’allumer en même temps ? Envisager les
deux cas possibles suivant le sens du courant.
Expliquez ce que vous observez en vous reportant à la caractéristique de
transfert du montage comparateur.
Conclusion : ce qu’il faut retenir de ce TP.
L’amplificateur opérationnel doit toujours être alimenté
par une tension symétrique +15V/0V/-15V, la borne 0V constituant la masse du
montage. L’amplificateur opérationnel permet de faire différentes
opérations sur les tensions, en particulier comparer deux tensions.
Pour le montage comparateur, on a la tension de sortie :
Le ………… de la tension de sortie permet alors de
………… les deux tensions d’entrées UAM et UBM
Exercice d’application
L’amplificateur opérationnel permet de faire différentes
opérations sur des tensions en fonction du montage dans lequel il est utilisé.
Le montage que l’on étudie dans cet exercice est appelé montage
amplificateur inverseur.

- Que faut-il brancher en premier lorsqu’on réalise un montage comprenant
un amplificateur opérationnel ?
- On veut mesurer la tension USM. Ajouter, sur le schéma, l’appareil
de mesure permettant de réaliser cette mesure (indiquer ses branchements).
- Sur ce montage, on mesure les tensions UEM et USM.
Flécher ces tensions.
- Les mesures réalisées sont présentées dans le tableau ci-dessous.
Compléter la dernière ligne du tableau en calculant, pour chaque mesure,
le rapport .
UEM (V) |
-0,60 |
-0,50 |
-0,40 |
-0,30 |
-0,20 |
-0,10 |
0,10 |
0,20 |
0,30 |
0,40 |
0,50 |
0,60 |
USM (V) |
11,96 |
10,02 |
7,99 |
6,01 |
3,98 |
1,95 |
-1,96 |
-3,99 |
-5,99 |
-8,02 |
-10,05 |
-12,00 |
(V)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Comparer
et
. Justifier
alors le nom "amplificateur inverseur" du montage
Retour à la page MPI
Claire RANDON et Tony BOIVIN
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois
Webmaster :