L2 EEA MECA - GC Semestre 1 Cours d’Électronique
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Cours d’Électronique Thème 1 : Généralités sur l’amplification Pierre FRETON – [email protected] Frédéric MORANCHO – [email protected] L2 EEA – MECA - GC Semestre 1
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Cours d’Électronique
Thème 1 : Généralités sur l’amplification
Pierre FRETON – [email protected]
Frédéric MORANCHO – [email protected]
L2 EEA – MECA - GC Semestre 1
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Généralités sur l’amplification
Plan
I. Introduction : prérequis pour ce cours
II. Notion de quadripôle
1. Définition
2. Fonction de transfert
III. Amplificateur
1. Définition
2. Modèle d’un amplificateur
3. Amplificateur idéal
4. Transfert optimal de puissance
I. Introduction
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Prérequis pour ce cours :
cours de Circuits Électriques Linéaires de L1
• Les différents éléments : R, L, C, générateurs de tension et de courant
• Lois et théorèmes des circuits électriques linéaires :o Loi d’Ohm
o Loi des mailles
o Loi des nœuds
o Théorème de Millman
o Transformation et associations de générateurs
o Théorèmes de Thévenin et Norton
• Régime sinusoïdal :o Définitions des grandeurs sinusoïdales : amplitude, valeur efficace, fréquence,
pulsation, période, phase instantanée, phase à l’origine
o Représentation des grandeurs sinusoïdales : Fresnel, complexe
o Impédances complexes
II. Notion de quadripôle
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1. Définition
• En électrocinétique, un quadripôle est un composant ou un circuit (un
ensemble de composants) à deux entrées et deux sorties, permettant le
transfert de signaux électriques ou d'énergie entre deux dipôles.
• Les signaux électriques en entrée et en sortie peuvent être de nature
différente (tension, courant, puissance).
Q
iE iS
uE uS
II. Notion de quadripôle
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2. Fonction de transfert
Q
IE IS
UE US
• En régime alternatif sinusoïdal, la fonction de transfert décrit la réponse du
quadripôle (en tension, courant ou puissance) et relie les signaux d’entrée et
de sortie. Dans le cas d’un quadripôle en tension:
ouH jw( ) =US
UE
H jw( ) =USM
UEM
II. Notion de quadripôle
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2. Fonction de transfert d’un quadripôle en tension
• La fonction de transfert est un nombre complexe qui se caractérise par :
o Son module : le facteur d’amplification en tension AV :
On représente souvent le facteur d’amplification en décibel (dB) : c’est le gain
en tension GV :
o Son argument, qui traduit le déphasage de la tension de sortie par rapport
à la tension d’entrée :
H jw( ) =US
UE
=U
Se
jjS
UEe
jjE
=U
S
UE
.ej j
S-j
E( )
AV
=U
S
UE
GV
= 20.logU
S
UE
arg H( jw)éë
ùû= j
S-j
E
III. Amplificateur
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1. Définition
• Un amplificateur électronique est un système électronique augmentant
la tension et/ou l’intensité et/ou la puissance d’un signal électrique.
L’énergie nécessaire à l’amplification est tirée de l’alimentation électrique du
système.
Un amplificateur sans défaut ne déforme pas le signal d’entrée : sa sortie est
une réplique exacte de l’entrée mais d’amplitude majorée.
Amplificateur
IE IS
UE US
Source d’entrée
(dipôle actif :
microphone,
capteur, etc.)
Charge de sortie
(dipôle passif :
impédance)
III. Amplificateur
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2. Modèle simplifié d’un amplificateur en tension
Les trois éléments du modèle simplifié d’un amplificateur sont :
• Impédance d’entrée :
• Impédance de sortie :
• Source de tension liée : NB : à vide : car IS = 0
IE IS
UE US0ZE
ZS
H(jw).UE
ZE =UE
IE
ZS =US
IS
H jw( ).UEH jw( ).UE = US0
Parenthèse
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Symboles des sources de tension
H(jw).UEEG
Source de tension indépendante : source
dont la valeur est indépendante des autres
grandeurs du circuit ≈ source « réelle »
Source de tension liée (ou commandée)
: source dont la valeur dépend d’une
grandeur tension ou courant extérieure au
dipôle
III. Amplificateur
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3. Amplificateur en tension idéal
Amplificateur attaqué à son entrée par un générateur de tension :
(pont diviseur de tension)
(car : )
perte de signal à l’entrée de l’amplificateur
IE IS
UE US0ZE
ZS
H(jw).UE
UE = EG.
ZE
RG
+ ZE
RG
EG
UE
= EG.
ZE
RG
+ ZE
UE
£ EG
ZE
RG
+ ZE
£1
III. Amplificateur
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3. Amplificateur en tension idéal
IE IS
UE US0ZE
ZS
H(jw).UE
RG
EG
Amplificateur attaqué à son entrée par un générateur de tension :
Pour qu’il n’y ait pas de perte de signal lorsqu’on connecte un générateur de tension réel à
l’entrée d’un amplificateur, il faut donc que :
(ou : )
UE
= EG.
ZE
RG
+ ZE
UE
= EG
ZE
RG
+ ZE
=1ZE ®¥ZE >> RG
III. Amplificateur
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3. Amplificateur en tension idéal
Amplificateur chargé à sa sortie par une impédance :
(pont diviseur de tension)
(car : )
perte de signal à la sortie de l’amplificateur
IE IS
UE USZE
ZS
H(jw).UE
US = H( jw).UE.ZL
ZS + ZL
= US0.ZL
ZS + ZL
RG
EG
US
= US0
.ZL
ZS + ZL
US
£ US0
ZL
ZS + ZL
£1
ZL
III. Amplificateur
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3. Amplificateur en tension idéal
IE IS
UE USZE
ZS
H(jw).UE
RG
EG ZL
US
= US0
.ZL
ZS + ZL
US
= US0
ZL
ZS + ZL
=1
Amplificateur chargé à sa sortie par une impédance :
Pour qu’il n’y ait pas de perte de signal lorsqu’on connecte une impédance en sortie d’un
amplificateur, il faut donc que :
(ou : )ZS ®0ZS << ZL
III. Amplificateur
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3. Amplificateur en tension idéal
IE IS
UE USZE
ZS
H(jw).UE
RG
EG ZL
ZS ®0
ZE ®¥
Un amplificateur idéal se caractérise donc théoriquement par :
• Une impédance d’entrée infinie :
• Une impédance de sortie nulle :
• Un facteur d’amplification infini : AV
= H( jw) ®¥
III. Amplificateur
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4. Transfert optimal de puissance
IE IS
UE USZE
RS
H(jw).UE
RG
EG RL
En considérant des résistances, pour qu’il y ait un transfert optimal (c’est-
à-dire maximal) de puissance depuis l’amplificateur vers la charge, il faut
que :
La démonstration sera faite lors du TD N°1
RL = RS
Conclusion
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• Avec ce support de cours, vous pouvez (et devez !) préparertous les exercices du TD N°1.
• Apportez votre support de cours en Travaux Dirigés.
