L’amplificateur opérationnel, souvent noté A.O., est un composant très utilisé en électronique. En tronc commun, on l’étudie surtout à travers des montages simples qui permettent d’amplifier un signal ou de comparer deux tensions. Ce chapitre sert à comprendre la logique du composant avant d’aller vers des applications plus techniques.
Définition de l’amplificateur opérationnel
L’amplificateur opérationnel est un composant électronique capable d’amplifier la différence de tension entre deux entrées. Il possède une entrée inverseuse notée (-), une entrée non-inverseuse notée (+) et une sortie. Selon le montage utilisé, la tension de sortie peut être amplifiée, inversée ou simplement comparée.
Dans les exercices de base, on suppose généralement que l’A.O. fonctionne dans des conditions idéales. Cela permet de se concentrer sur la logique du circuit et sur les relations utiles sans compliquer inutilement le calcul.
Rôle des deux entrées
L’entrée inverseuse produit une sortie de signe opposé à l’entrée appliquée quand on est dans un montage inverseur. L’entrée non-inverseuse conserve le signe du signal d’entrée dans un montage non-inverseur. Cette différence est essentielle, car elle permet de reconnaître rapidement le type de montage à partir d’un schéma.
Avant tout calcul, il faut donc repérer où arrive le signal d’entrée et comment les résistances sont branchées autour du composant.
Montage inverseur
Dans un montage inverseur, le signal d’entrée arrive sur l’entrée (-) à travers une résistance. Une autre résistance relie la sortie à cette même entrée. Le gain en tension s’écrit alors :
Av = – R2 / R1
Le signe négatif montre que la sortie est inversée par rapport à l’entrée. Si le gain vaut -5, cela signifie que la sortie a une amplitude cinq fois plus grande, mais avec un signe contraire.
Montage non-inverseur
Dans un montage non-inverseur, le signal d’entrée est appliqué sur l’entrée (+). Le gain en tension est alors donné par :
Av = 1 + R2 / R1
Ici, la sortie garde le même signe que l’entrée. Ce montage est souvent plus simple à interpréter, car il n’y a pas d’inversion de phase dans la réponse.
Tableau des montages essentiels
| Montage | Gain | Effet sur la sortie |
|---|---|---|
| Inverseur | -R2/R1 | Amplifie et inverse le signal |
| Non-inverseur | 1 + R2/R1 | Amplifie sans inversion |
Méthode de résolution
Pour résoudre un exercice sur l’amplificateur opérationnel, commence par identifier le type de montage. Repère ensuite les résistances R1 et R2, puis écris la formule du gain adaptée. Calcule le gain avant de déterminer la tension de sortie. Enfin, vérifie si le signe trouvé correspond bien à la nature du montage.
Cette méthode évite beaucoup d’erreurs, surtout dans les exercices où plusieurs résistances apparaissent sur le schéma.
Erreurs fréquentes à éviter
- Confondre entrée inverseuse et entrée non-inverseuse.
- Oublier le signe négatif dans le montage inverseur.
- Utiliser la mauvaise formule de gain.
- Calculer la sortie sans vérifier la cohérence du signe.
- Répondre sans identifier clairement le type de montage.
Ce qu’il faut retenir
Dans ce chapitre, l’essentiel est de reconnaître le montage et d’appliquer correctement la formule du gain. Si tu distingues bien montage inverseur et non-inverseur, tu peux traiter la majorité des exercices de base sur l’amplificateur opérationnel.
