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Montage de physique n°25 (agrégation 2011) :
Amplification de signaux.

Transcription des notes manuscrites de préparation à l'agrégation. Les schémas et le détail des calculs sont dans le document original : télécharger le montage manuscrit (PDF, 2 pages).

Remarques du jury

Notions d'impédance d'entrée et de sortie ; distorsion, rendement ; circuit à transistor.

Introduction

Amplifier le son d'un diapason : micro, amplificateur, haut-parleur.

Amplification en tension

Montage amplificateur inverseur

\(V_s = -\dfrac{R_2}{R_1}V_e\) : vérifier le rapport.

Limitations de l'AO

• Tension de saturation : quand V_e augmente, V_s reste inférieure à 15 V ;
• courant de saturation : quand R_u diminue, V_s chute : calcul de I_max ;
• bande passante : quand f augmente, R₂/R₁ diminue : calcul du produit gain × bande ;
• vitesse de balayage (slew rate).

Mesure de la résistance d'entrée de l'AO

Importance de R_e et R_s : R_e → ∞, ne perturbe pas l'amont ; R_s → 0, générateur parfait.

Amplification avec un suiveur

Source de forte résistance (R ≫ 1), suiveur, haut-parleur : adaptation d'impédance.

Amplification en intensité

Montage « push »

Transistor alimenté en +15 V, charge R_u : seule l'alternance positive passe.

Montage « push-pull »

Deux transistors complémentaires (+15 V, −15 V) : distorsion de croisement. Mesure du rendement : \(P_a = E_a\langle I_a\rangle\) (courant d'alimentation mesuré en moyenne), \(P_u = R_u\langle I_u^2\rangle\).

Amplification du son

Reprendre l'introduction en mettant le « push-pull » entre les deux.

Bibliographie

• Duffait, Expériences de physique CAPES
• Duffait, Expériences d'électronique
• Journeaux, Travaux pratiques de physique
• Quaranta, Dictionnaire de physique expérimentale, tome 3