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Circuits RC: filtres, drivateurs et intgrateurs Passe-bas Passe-haut Filtres du premier ordre: On considère les filtres comportant un condensateur C et une résistance R alimentés par une tension sinusoïdale de pulsation ω. On considère le nombre sans dimension x = RCω Montrez que la fonction de transfert complexe du filtre passe bas non chargé est: Vs / Ve = H = 1 / (1 + jx) et que celle du filtre passe haut est H = jx / (1 + jx). En déduire que la fréquence de coupure (pour laquelle le gain est divisé par 2 1/2) est donnée par: ω C = 1 / RC. Consulter la page filtres RC pour visualiser les courbes de gain et de phase de ces deux filtres. Circuits dérivateur et intégrateur Les circuits précédents sont alimentés par une tension périodique non sinusoïdale V. Le courant I dans R et la tension U aux bornes du condensateur sont donnés par: L'intégration numérique de cette équation permet de traiter simplement différentes formes de signal d'entrée. A chaque pas, on calcule U à partir de V. On en déduit W la tension aux bornes de la résistance R. Circuit dérivateur (passe-haut) La tension de sortie est W. Exercice : Circuit intégrateur à base d'AOP - Génie-Electrique. On constate que si la constante de temps τ = R. C du circuit est nettement plus petite que la période du signal, on obtient en sortie une tension qui est pratiquement égale à la dérivée du signal d'entrée.

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La transformée de Laplace inverse de ces expressions donne:. Dans ce cas, le condensateur se charge et la tension à ses bornes tend vers V, tandis que celle aux bornes de la résistance tend vers 0. Détermination graphique de par l'observation de Le circuit RC possède une constante de temps, généralement notée, représentant le temps que prend la tension pour effectuer 63% =() de la variation nécessaire pour passer de sa valeur initiale à sa valeur finale. Il est également possible de dériver ces expressions des équations différentielles décrivant le circuit:. Les solutions sont exactement les mêmes que celles obtenues par la transformée de Laplace. Intégrateur [ modifier | modifier le code] À haute fréquence, c'est-à-dire si, le condensateur n'a pas le temps de se charger et la tension à ses bornes reste faible. Ainsi: et l'intensité dans le circuit vaut donc:. Cours : L'Amplificateur opérationnel (AOP - ALI). Comme, on obtient:. La tension aux bornes du condensateur intègre donc la tension d'entrée et le circuit se comporte comme un montage intégrateur, c'est-à-dire comme un filtre passe-bas.

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L'impédance d'entrée est celle de l'ALI! C'est l'intérêt de la structure. 2. 4-Sommateur Du fait des hypothèses et du régime linéaire de l'ALI, I1+I2 = I3 et = 0 V1 = R1. I1 et V2 = R2. I2 Vs = -R. I3. Alors Vs = -(R/R1). V1-(R/R2). V2 Si R1 = R2 = R: Vs = -(V1+V2) La structure élabore la somme des signaux au signe près. 2. Circuit intégrateur et dérivateur la. 5-Soustracteur Du fait des hypothèses et du régime linéaire de l'ALI, I1 = I2, I3 = I4 et = 0 V1. (R/R1+R) = V2. (R/R1+R) +VS. (R1/R1+R) Donc: Vs = (R/R1). (V1 - V2) La structure élabore une soustraction de signaux. 2. 6-Intégrateur Ve = R1. i1 i1 = Donc: vs = -1/RC vedt La structure élabore l'intégration du signal à un coefficient près. 2. 7-Dérivateur vs = -R. i1 Donc: vs = - La structure élabore la dérivée du signal à un coefficient près. 3- Structures fonctionnant en régime non linéaire (Étude dans le cas de l'ALI parfait) 3. 1-Comparateur Si V1 > V2, < 0 et Vs = Vsat- Si V1 < V2, > 0 et Vs = Vsat+ 3. 2-Comparateur à hystérésis inverseur Du fait des hypothèses de l'ALI parfait, I1 = I2 V+ = Vref.

Donc pour augmenter la rapidité de réponse de l'AOP, il faut réduire l'amplitude des tensions d'entrées. 4) L'Amplifiacteur opérationnel en régime linéaire En régime linéaire ( il y a présence d'une contre-réaction négative) on supposera que: i + = i – = 0. et ε = 0 c'est à dire v + = v – a) Montage suiveur La tension différentielle ε = 0 en appliquant la loi des mailles, on peut écrire: V E – ε- V S = 0 ==> V S =V E – ε V S =V E L'intérêt de ce montage réside dans sa résistance d'entrée infinie et sa résistance de sortie nulle, on l'utilise souvent pour adapter deux étages. b) Montage non-inverseur On a bien une contre réaction négative ==> ε = 0 ==> V E = v + = v – = V R1 en appliquant le principe de diviseur de tension on a: V E = V S. R 1 /(R 0 + R 1) ce qui donne: c) Montage inverseur On a bien une contre réaction négative ==> ε = 0 En appliquant le théorème de Millman on a: v – = [V E / R 1 + V S / R 0] / ( 1/ R 1 +1/ R 0) ce qui donne: Autre démonstration, On a: V E = R 1. Intégrateur/Dérivateur. I, car le potentiel v – =0 V (car v + = 0 V, et ε = 0 donc v + = v – = 0 V) de même V s = – R 0.