L'amplificateur opérationnel

Objectifs

Tracé de la caractéristique Us = f(Ue) par acquisition pas à pas

Prise en main du logiciel : paramétrage - tableur - outil droite - modélisation.

I - Le montage

On réalise un circuit où l'amplificateur opérationnel est en montage non inverseur.

Cet AO étant alimenté sous -15 V / + 15 V, la tension de saturation excédera 10 V en valeur absolue ce qui représente un risque pour la carte d'acquisition : on utilisera en sortie de l'AO un montage diviseur de tension (par exemple de rapport 2) puis on multipliera numériquement par 2 les valeurs numérisées après conversion analogique numérique.

R1 = 2 200 W R2 = 4 700 W R = 10 kW

Il - le paramétrage logiciel

On utilise le logiciel SYNCHRONIE

L'objectif étant de tracer la caractéristique point par point, on procède à une acquisition en mode pas à pas. La représentation graphique sera préparée à l'avance avec Ue en abscisse (échelle manuelle -10 V / +10 V) et Us en ordonnée (échelle manuelle -15 V / +15 V).

Le paramétrage se fait dans le menu paramètre :

Utiliser les onglets pour sélectionner les divers paramètres et ne valider que lorsque tous les paramètres sont saisis.

 

L'amplification voie 2 multiplie numériquement les valeurs après numérisation : ce n'est pas une amplification analogique.

On ne précise pas le nombre de points de mesure qui par défaut au chargement du logiciel est de 200 points. L'acquisition peut être interrompue quand on le désire.

 

III - L'acquisition et l'exploitation

L'acquisition se fait soit directement par la touche F10 soit par le menu Exécuter ® Acquérir.

Une fenêtre s'ouvre : dans l'onglet options vérifier que les choix : tri par abscisse croissante et acquisition globale sont actifs.

1 - Acquisition

Choisir pour la tension Ue une valeur, le curseur se positionne au point d'abscisse Ue et d'ordonnée celle correspondant à la cellule active (en jaune), valider acquérir le point s'affiche sur le graphe.

Recommencer pour balayer toutes les valeurs souhaitées pour tracer la caractéristique voulue. Valider ê Quitter pour terminer l'acquisition.

2 - Traitement

Le graphe se trouve dans l'écran graphique fenêtre 1

2. 1 - le tableur

Pour obtenir les valeurs des mesures on se place dans l'écran tableur soit en sélectionnant l'onglet en bas d'écran, soit par l'icône mode tableur, soit par le menu Edition è mode tableur:

Dans la fenêtre ajouter une variable

sélectionner Ue puis valider + ajouter les valeurs de Ue apparaissent dans le tableau,

sélectionner Us puis valider + ajouter les valeurs de Us apparaissent dans le tableau,

valider Fermer

Ces valeurs peuvent être imprimées.

2.2 - L'outil droite

L'objectif est de montrer la partie de la caractéristique correspondant à l'amplification en régime linéaire et de déterminer le coefficient d'amplification.

 

L'outil droite est très pertinent pour une approche analogue à celle que fait manuellement l'élève sur son graphe :

Menu Edition ® droite ® fenêtre droite OK

Sélectionner le premier point : bouton gauche de la souris et maintenir appuyer en tirant pour tracer la droite. Lorsqu'on lâche le bouton les coefficients de la droite sont affichés.

Cette droite peut être modifiée : cliquer sur la droite un petit carré marque l'extrémité. En sélectionnant ce carré en en tirant on modifie la droite.

2.3 - modélisation

Supprimer la droite en la sélectionnant puis par la touche suppr

On peut modéliser le régime linéaire sur l'intervalle approprié :

On accède à la modélisation soit par le menu Traiter ® Modélisation soit par la touche F4

Dans la fenêtre de modélisation choisir la variable à modéliser, sélectionner (outil sélection) la zone à modéliser (début et fin), nommer éventuellement le modèle et valider retour.

Choisir la fonction de modélisation ici linéaire,

Puis cliquer sur l'icône calculer : le modèle s'affiche.

On comparera le coefficient directeur obtenu au rapport d'amplification (1+ )

 

 

 

Le groupe académique Sciences-Physiques et Informatique