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Schémas électroniques ØSĖ, Lycée wima, Bukavu (2026)

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28/08/2026

📘 LEÇON 52 — LE DÉTECTEUR DE CRÊTE À AOP

Après avoir étudié le redresseur de précision, nous allons maintenant découvrir une autre application importante de l’AOP : LE DÉTECTEUR DE CRÊTE.

Le détecteur de crête permet de détecter et de mémoriser la valeur maximale atteinte par un signal électrique.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN DÉTECTEUR DE CRÊTE ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un détecteur de crête est un circuit électronique capable de détecter la valeur maximale d’un signal.

Par exemple, si un signal atteint successivement :

1 V → 2 V → 4 V → 3 V → 2 V

Le détecteur de crête peut conserver une tension proche de :

Vcrête ≈ 4 V

Il permet donc de connaître la valeur maximale atteinte par le signal.

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🔹 PARTIE 2 — CONSTITUTION DU CIRCUIT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un détecteur de crête à AOP peut comporter :

• Un amplificateur opérationnel (AOP)
• Une diode
• Un condensateur
• Une résistance
• Une tension d’entrée Vin
• Une tension de sortie Vout

Le condensateur joue un rôle essentiel : il mémorise la valeur de crête détectée.

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🔹 PARTIE 3 — PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Lorsque la tension d’entrée augmente et devient supérieure à la tension mémorisée par le condensateur :

➡️ L’AOP commande la diode.

➡️ La diode conduit.

➡️ Le condensateur se charge.

➡️ La tension du condensateur augmente jusqu’à suivre la nouvelle valeur maximale du signal.

Lorsque Vin redescend :

➡️ La diode se bloque.

➡️ Le condensateur conserve une tension proche de la valeur maximale précédemment détectée.

Le condensateur joue donc le rôle de mémoire analogique.

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🔹 PARTIE 4 — POURQUOI UTILISER UN AOP ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Avec une diode seule, la tension de sortie est diminuée par la tension directe de la diode.

Une diode au silicium peut présenter une tension directe d’environ :

VF ≈ 0,7 V

Pour un petit signal, cette chute de tension peut provoquer une erreur importante.

L’AOP permet de réaliser un détecteur de crête de précision en compensant fortement l’effet de la diode.

Ainsi, même des signaux relativement faibles peuvent être mesurés avec une meilleure précision.

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🔹 PARTIE 5 — RÔLE DU CONDENSATEUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le condensateur stocke temporairement la tension correspondant à la crête détectée.

Lorsque le signal atteint une nouvelle valeur maximale :

➡️ Le condensateur se recharge.

Lorsque le signal diminue :

➡️ La diode se bloque.

➡️ Le condensateur conserve sa charge.

Une résistance peut être utilisée pour permettre au condensateur de se décharger progressivement.

Cette décharge permet notamment de suivre les variations lentes du niveau du signal.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 6 — EXEMPLE DE FONCTIONNEMENT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Supposons que le signal d’entrée atteigne successivement :

Vin = 1 V
Vin = 2 V
Vin = 3 V
Vin = 2 V
Vin = 1 V

Lorsque Vin atteint 1 V :

→ Le condensateur se charge.

Lorsque Vin atteint 2 V :

→ Le condensateur se recharge jusqu’à environ 2 V.

Lorsque Vin atteint 3 V :

→ Le condensateur se recharge jusqu’à environ 3 V.

Lorsque Vin redescend à 2 V puis à 1 V :

→ La diode se bloque.

→ Le condensateur conserve environ 3 V.

La valeur de crête détectée est donc :

Vcrête ≈ 3 V

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🔹 PARTIE 7 — DÉTECTEUR DE CRÊTE POSITIVE
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un détecteur de crête positive mémorise principalement la valeur maximale positive du signal.

Pour un signal :

/‾\ /‾‾\
_____/ \_____/ \____

Le circuit cherche principalement :

↑
CRÊTE
↑
/‾\
______/ \___________

La tension mémorisée reste proche de la valeur maximale atteinte.

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🔹 PARTIE 8 — DÉTECTEUR DE CRÊTE ET REDRESSEUR DE PRÉCISION
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Il existe un lien direct avec la leçon précédente.

LE REDRESSEUR DE PRÉCISION :

→ permet de redresser correctement un petit signal.

LE DÉTECTEUR DE CRÊTE :

→ utilise le principe de redressement pour détecter et mémoriser une valeur maximale.

On peut donc retenir :

SIGNAL ALTERNATIF
↓
REDRESSEMENT
↓
DÉTECTION DE LA CRÊTE
↓
CONDENSATEUR
↓
TENSION MÉMORISÉE

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 9 — APPLICATIONS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Les détecteurs de crête sont utilisés notamment dans :

• Les voltmètres électroniques.

• Les circuits de mesure.

• Les détecteurs de niveau audio.

• Les systèmes d’instrumentation.

• Les circuits de mesure de signaux alternatifs.

• Les détecteurs d’enveloppe.

• Certains circuits de contrôle automatique.

• Les systèmes de traitement analogique des signaux.

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📌 À RETENIR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

✅ Le détecteur de crête détecte une valeur maximale d’un signal.

✅ L’AOP permet de réduire fortement l’erreur due à la tension directe de la diode.

✅ Le condensateur mémorise la valeur de crête.

✅ Lorsque le signal diminue, la diode peut se bloquer et le condensateur conserver la tension.

✅ Une résistance peut permettre une décharge progressive du condensateur.

✅ Le détecteur de crête est particulièrement utile pour mesurer le niveau maximal d’un signal.

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❓ QUESTION DU JOUR
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Dans un détecteur de crête, quel composant permet principalement de mémoriser la tension maximale détectée ?

A) La résistance

B) Le condensateur

C) La diode seule

D) Le transformateur

💬 Donnez votre réponse dans le groupe !

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27/08/2026

📘 LEÇON 51 — LE REDRESSEUR DE PRÉCISION À AOP

Après avoir étudié les comparateurs, le trigger de Schmitt, les oscillateurs et les filtres actifs, nous allons découvrir une application très utile de l’AOP : LE REDRESSEUR DE PRÉCISION.

Un redresseur de précision permet de redresser un signal alternatif tout en réduisant fortement l’erreur introduite par la tension de seuil d’une diode.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN REDRESSEUR ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un redresseur est un circuit qui transforme une tension alternative en une tension dont la polarité est essentiellement unidirectionnelle.

Une diode classique peut être utilisée pour réaliser un redressement.

Cependant, une diode au silicium possède une tension directe d’environ :

VF ≈ 0,7 V

Cela signifie qu’un petit signal inférieur à cette valeur peut ne pas être correctement redressé.

Le redresseur de précision permet de résoudre ce problème.

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🔹 PARTIE 2 — POURQUOI UTILISER UN AOP ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

L’AOP permet de compenser l’effet de la tension directe de la diode.

Dans un redresseur classique :

Signal d’entrée
↓
DIODE
↓
Signal redressé

Une partie du signal peut être perdue à cause de la tension de seuil de la diode.

Dans un redresseur de précision :

Signal d’entrée
↓
AOP
↓
DIODE
↓
Signal redressé

L’AOP commande la diode de manière à obtenir un redressement beaucoup plus précis.

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🔹 PARTIE 3 — CONSTITUTION DU REDRESSEUR DE PRÉCISION
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un montage de redressement de précision peut utiliser :

• Un amplificateur opérationnel (AOP)
• Une ou plusieurs diodes
• Des résistances
• Une tension d’entrée Vin
• Une tension de sortie Vout
• Une alimentation adaptée à l’AOP

La disposition exacte des composants dépend du type de redresseur utilisé.

On distingue notamment :

🔸 Le redresseur simple alternance de précision.

🔸 Le redresseur double alternance de précision.

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🔹 PARTIE 4 — PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

L’AOP contrôle la diode afin de compenser pratiquement sa tension directe.

Lorsque le signal d’entrée est dans l’alternance correspondant au passage du courant dans la diode :

➡️ La diode conduit.

➡️ L’AOP fournit la commande nécessaire.

➡️ Le signal est transmis avec une erreur beaucoup plus faible qu’avec une diode seule.

Lorsque le signal est dans l’alternance opposée :

➡️ La diode est bloquée.

➡️ La sortie suit le comportement prévu par la configuration du circuit.

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25/08/2026

📘 LEÇON 50 — L’OSCILLATEUR À AOP

Après avoir étudié le trigger de Schmitt, nous allons maintenant découvrir une application très intéressante de l’AOP : L’OSCILLATEUR.

Un oscillateur est un circuit capable de produire automatiquement un signal périodique sans avoir besoin d’un signal périodique externe à son entrée.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN OSCILLATEUR ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un oscillateur électronique est un circuit qui génère un signal électrique périodique.

Il peut produire, selon sa conception :

• Un signal carré.
• Un signal triangulaire.
• Un signal sinusoïdal.

Dans cette leçon, nous allons nous intéresser à un oscillateur à AOP capable de produire notamment un signal carré.

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🔹 PARTIE 2 — COMMENT UN AOP PEUT-IL OSCILLER ?
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Un oscillateur à AOP utilise une combinaison de :

• Un AOP.
• Des résistances.
• Un condensateur.
• Une contre-réaction positive.
• Une contre-réaction liée au réseau RC.

Le condensateur se charge et se décharge continuellement.

Lorsque sa tension atteint un seuil déterminé par le trigger de Schmitt, la sortie de l’AOP change d’état.

Le condensateur recommence alors à se charger ou à se décharger dans l’autre sens.

Ce processus se répète automatiquement.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 3 — RÔLE DU TRIGGER DE SCHMITT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le trigger de Schmitt joue un rôle essentiel dans cet oscillateur.

Il fournit deux seuils de commutation :

• VTH → seuil supérieur.
• VTL → seuil inférieur.

Lorsque la tension du condensateur atteint le seuil supérieur :

➡️ La sortie de l’AOP change d’état.

Lorsque la tension du condensateur redescend jusqu’au seuil inférieur :

➡️ La sortie change à nouveau d’état.

Le cycle recommence continuellement.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 4 — RÔLE DU CONDENSATEUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le condensateur est chargé puis déchargé périodiquement.

Sa tension évolue progressivement avec le temps.

On obtient ainsi une tension qui monte et descend entre les deux seuils.

On peut représenter le processus ainsi :

CHARGE DU CONDENSATEUR
↓
Atteint VTH
↓
SORTIE CHANGE D’ÉTAT
↓
DÉCHARGE DU CONDENSATEUR
↓
Atteint VTL
↓
SORTIE CHANGE D’ÉTAT
↓
LE CYCLE RECOMMENCE

C’est cette répétition qui produit l’oscillation.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 5 — FORMES DES SIGNAUX
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Dans un oscillateur à AOP de type relaxation, on peut obtenir simultanément différentes formes de signaux.

À la sortie de l’AOP :

➡️ Signal carré.

Aux bornes du condensateur :

➡️ Signal de charge et de décharge, souvent de forme exponentielle dans un montage RC classique.

On peut donc avoir :

Vout → SIGNAL CARRÉ

Vc → SIGNAL DE CHARGE/DÉCHARGE

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🔹 PARTIE 6 — FRÉQUENCE D’OSCILLATION
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

La fréquence d’oscillation dépend principalement :

• De la résistance R.
• De la capacité C.
• Du rapport des résistances qui définit les seuils du trigger de Schmitt.

Pour un oscillateur classique utilisant un AOP, la période peut s’écrire sous une forme dépendant de R, C et du rapport de seuil.

Pour une configuration courante de trigger de Schmitt avec :

β = R1 / (R1 + R2)

la période est :

T = 2RC ln((1 + β)/(1 − β))

La fréquence est alors :

f = 1/T

⚠️ Cette formule correspond à une topologie précise. Les expressions peuvent varier selon le montage utilisé.

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🔹 PARTIE 7 — EXEMPLE DE CALCUL
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Supposons :

R = 10 kΩ

C = 100 nF

R1 = 10 kΩ

R2 = 10 kΩ

Alors :

β = R1 / (R1 + R2)

β = 10 / (10 + 10)

β = 0,5

La période devient :

T = 2RC ln((1 + 0,5)/(1 − 0,5))

T = 2RC ln(3)

Avec :

R = 10 000 Ω

C = 100 × 10⁻⁹ F

On obtient approximativement :

T ≈ 2,20 ms

Donc :

f ≈ 455 Hz

Le circuit produit donc un signal périodique d’environ 455 Hz.

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🔹 PARTIE 8 — APPLICATIONS DES OSCILLATEURS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Les oscillateurs sont utilisés dans :

• 🔊 La génération de signaux audio.

• ⏱️ Les circuits de temporisation.

• 📡 Les systèmes de communication.

• 🧪 Les générateurs de signaux.

• ⚙️ Les systèmes de commande.

• 🔌 Les circuits de test et de mesure.

• 🎵 La génération de fréquences audibles.

• 🧮 Certains systèmes numériques et électroniques.

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🔹 PARTIE 9 — RELATION ENTRE LE TRIGGER ET L’OSCILLATEUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Il est important de comprendre le lien entre les deux leçons.

LE TRIGGER DE SCHMITT :

→ fournit deux seuils de commutation.

LE RÉSEAU RC :

→ provoque la charge et la décharge du condensateur.

LES DEUX ENSEMBLE :

→ permettent de créer une oscillation automatique.

On peut retenir :

TRIGGER DE SCHMITT
+
RÉSEAU RC
↓
OSCILLATEUR À AOP
↓
SIGNAL PÉRIODIQUE

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
📌 À RETENIR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

✅ Un oscillateur produit automatiquement un signal périodique.

✅ Un oscillateur à AOP peut utiliser un trigger de Schmitt et un réseau RC.

✅ Le condensateur se charge et se décharge continuellement.

✅ Les deux seuils du trigger déterminent les changements d’état de la sortie.

✅ La sortie de l’AOP peut produire un signal carré.

✅ La fréquence dépend principalement de R, C et du rapport des résistances du trigger.

✅ La période et la fréquence sont liées par :

f = 1/T

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❓ QUESTION DU JOUR
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Dans un oscillateur à AOP utilisant un trigger de Schmitt et un condensateur, quel élément se charge et se décharge continuellement pour permettre l’oscillation ?

A) La diode

B) Le transistor

C) Le condensateur

D) La LED

💬 Donnez votre réponse dans le groupe !

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24/08/2026

📘 LEÇON 49 — LE TRIGGER DE SCHMITT À AOP

Après avoir étudié le comparateur de tension, nous allons maintenant découvrir une application très importante du comparateur : LE TRIGGER DE SCHMITT.

Le trigger de Schmitt permet de transformer un signal lent ou bruité en un signal de sortie propre en utilisant deux seuils de commutation différents.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN TRIGGER DE SCHMITT ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le trigger de Schmitt est un circuit à seuil possédant une HYSTÉRÉSIS.

Contrairement à un comparateur simple qui utilise généralement un seul seuil, le trigger de Schmitt utilise deux seuils :

• Un seuil supérieur.
• Un seuil inférieur.

Cette particularité permet d’éviter que la sortie change rapidement d’état lorsque le signal d’entrée oscille autour d’un seul seuil.

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🔹 PARTIE 2 — POURQUOI UTILISER L’HYSTÉRÉSIS ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Imaginons un signal d’entrée légèrement bruité autour de 2 V.

Avec un comparateur simple :

Vin ≈ 2 V
↓
Le bruit peut faire varier rapidement Vin
↓
La sortie peut changer plusieurs fois d’état.

Cela peut provoquer des commutations indésirables.

Le trigger de Schmitt résout ce problème grâce à deux seuils distincts.

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🔹 PARTIE 3 — LES DEUX SEUILS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le trigger de Schmitt possède deux niveaux de commutation :

🔸 VTH = seuil supérieur

🔸 VTL = seuil inférieur

avec :

VTH > VTL

Lorsque Vin augmente et dépasse VTH :

→ La sortie change d’état.

Lorsque Vin diminue et passe sous VTL :

→ La sortie revient à son état précédent.

Entre VTL et VTH :

→ La sortie conserve son état.

C’est cette zone qui constitue l’HYSTÉRÉSIS.

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🔹 PARTIE 4 — PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Supposons :

VTH = +3 V

VTL = +2 V

Lorsque Vin augmente :

Si Vin < 3 V
→ La sortie ne commute pas encore.

Lorsque :

Vin > 3 V
→ La sortie change d’état.

Ensuite, lorsque Vin redescend :

La sortie ne revient pas immédiatement à son état précédent.

Il faut que :

Vin < 2 V

pour provoquer la nouvelle commutation.

Ainsi, entre 2 V et 3 V, le circuit conserve son état.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 5 — LA BOUCLE D’HYSTÉRÉSIS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

L’hystérésis est la différence entre les deux seuils :

ΔV = VTH − VTL

Dans notre exemple :

VTH = 3 V

VTL = 2 V

Donc :

ΔV = 3 − 2

ΔV = 1 V

La largeur de la zone d’hystérésis est donc de :

1 V

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🔹 PARTIE 6 — COMMENT EST CRÉÉE L’HYSTÉRÉSIS ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Dans un trigger de Schmitt à AOP, l’hystérésis est obtenue grâce à une CONTRE-RÉACTION POSITIVE.

C’est une différence importante par rapport à l’amplificateur linéaire à AOP, qui utilise généralement une contre-réaction négative.

La contre-réaction positive permet de créer les deux seuils de commutation.

On utilise généralement :

• Un AOP
• Des résistances
• Une tension d’entrée Vin
• Une sortie Vout

Les valeurs des résistances déterminent les seuils du circuit.

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🔹 PARTIE 7 — EXEMPLE AVEC UN SIGNAL BRUITÉ
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Supposons qu’un capteur fournisse un signal autour de 2,5 V avec de petites perturbations.

Sans hystérésis :

Le bruit peut provoquer plusieurs changements d’état de la sortie.

Avec un trigger de Schmitt :

Seuil supérieur = 3 V

Seuil inférieur = 2 V

Le circuit ignore les petites variations comprises entre ces deux seuils.

La sortie devient ainsi beaucoup plus stable.

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🔹 PARTIE 8 — APPLICATIONS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le trigger de Schmitt est utilisé notamment pour :

• Nettoyer des signaux bruités.

• Transformer un signal lent en signal carré.

• Détecter des seuils de tension.

• Réaliser des circuits de commutation.

• Traiter les signaux provenant de capteurs.

• Réaliser des oscillateurs.

• Réaliser des circuits de temporisation.

• Améliorer la stabilité des systèmes de détection.

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🔹 PARTIE 9 — COMPARATEUR VS TRIGGER DE SCHMITT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

🔵 COMPARATEUR SIMPLE :

• Utilise généralement un seuil.
• Change d’état lorsque le signal franchit ce seuil.
• Peut être sensible au bruit autour du seuil.

🟠 TRIGGER DE SCHMITT :

• Utilise deux seuils.
• Possède une hystérésis.
• Est beaucoup plus résistant aux petites variations et au bruit autour des seuils.
• Permet d’obtenir une commutation plus propre.

On peut retenir :

COMPARATEUR → UN SEUIL

TRIGGER DE SCHMITT → DEUX SEUILS + HYSTÉRÉSIS

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📌 À RETENIR
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✅ Le trigger de Schmitt est un circuit à seuil avec hystérésis.

✅ Il possède deux seuils :

VTH = seuil supérieur

VTL = seuil inférieur

✅ L’hystérésis est :

ΔV = VTH − VTL

✅ La contre-réaction positive permet de créer l’hystérésis.

✅ Entre les deux seuils, la sortie conserve son état.

✅ Le trigger de Schmitt permet de réduire les commutations indésirables provoquées par le bruit.

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❓ QUESTION DU JOUR
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Un trigger de Schmitt possède :

VTH = 4 V

VTL = 2 V

Quelle est la largeur de la zone d’hystérésis ?

A) 2 V

B) 4 V

C) 6 V

D) 8 V

💬 Donnez votre réponse dans le groupe !

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23/08/2026

📘 LEÇON 48 — LE COMPARATEUR DE TENSION À AOP

Après avoir étudié les différents filtres actifs, nous allons maintenant découvrir une autre application fondamentale de l’amplificateur opérationnel : LE COMPARATEUR DE TENSION.

Un comparateur permet de comparer deux tensions et de produire une sortie qui indique laquelle des deux tensions est la plus grande.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN COMPARATEUR ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un comparateur est un circuit électronique qui compare deux tensions :

• Une tension d’entrée V1
• Une tension de référence Vref

L’AOP détermine laquelle des deux tensions est la plus élevée.

Contrairement aux montages précédents, le comparateur est généralement utilisé sans contre-réaction négative.

Son fonctionnement conduit la sortie vers un niveau haut ou un niveau bas.

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🔹 PARTIE 2 — CONSTITUTION DU COMPARATEUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un comparateur à AOP comporte principalement :

• Un amplificateur opérationnel
• Une tension à comparer Vin
• Une tension de référence Vref
• Une alimentation
• Une tension de sortie Vout

On peut appliquer :

Vin → entrée (+)

Vref → entrée (−)

Dans cette configuration, le comportement dépend de la différence :

Vin − Vref

⚠️ Il est important de respecter les connexions des entrées (+) et (−), car leur inversion inverse le comportement de la sortie.

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🔹 PARTIE 3 — PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le comparateur fonctionne selon trois situations principales.

🔸 CAS 1 : Vin > Vref

La tension appliquée à l’entrée (+) est supérieure à celle de l’entrée (−).

La sortie tend vers le niveau HAUT.

Donc :

Vin > Vref
↓
Vout ≈ niveau haut

🔸 CAS 2 : Vin < Vref

La tension appliquée à l’entrée (+) est inférieure à celle de l’entrée (−).

La sortie tend vers le niveau BAS.

Donc :

Vin < Vref
↓
Vout ≈ niveau bas

🔸 CAS 3 : Vin = Vref

Les deux tensions sont égales.

Le comportement exact dépend des caractéristiques réelles du circuit et du bruit autour du seuil.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 4 — COMPARATEUR AVEC UNE TENSION DE RÉFÉRENCE
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Imaginons :

Vref = 2,5 V

Le comparateur surveille Vin.

Si :

Vin = 3 V

Alors :

3 V > 2,5 V

La sortie passe au niveau haut.

Si :

Vin = 1 V

Alors :

1 V < 2,5 V

La sortie passe au niveau bas.

Le comparateur permet donc de détecter si une tension dépasse un seuil déterminé.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 5 — EXEMPLE AVEC UN CAPTEUR
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un capteur fournit une tension qui varie entre :

0 V et 5 V.

On choisit une tension de référence :

Vref = 3 V

Le comparateur peut alors détecter le moment où la tension du capteur dépasse 3 V.

Si :

Vin < 3 V

→ sortie basse.

Si :

Vin > 3 V

→ sortie haute.

On peut ensuite utiliser cette sortie pour commander un autre circuit.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 6 — COMPARATEUR ET SEUIL DE DÉTECTION
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le comparateur permet donc de créer un seuil de détection.

On peut représenter le fonctionnement ainsi :

Vin augmente
↓
↓
Vref ───────────── SEUIL
↓
Vin dépasse Vref
↓
SORTIE CHANGE D’ÉTAT

Cette fonction est très importante dans les systèmes de détection et de commande.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 7 — APPLICATIONS
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Les comparateurs sont utilisés notamment pour :

• Détecter le dépassement d’une tension.

• Détecter un niveau de batterie.

• Détecter une température à l’aide d’un capteur.

• Détecter la lumière avec une photorésistance.

• Commander automatiquement certains circuits.

• Transformer un signal analogique en signal logique.

• Détecter des seuils dans les systèmes électroniques.

• Réaliser des circuits d’alarme.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 8 — COMPARATEUR VS AMPLIFICATEUR À AOP
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Il ne faut pas confondre un comparateur avec un amplificateur linéaire.

🔵 AMPLIFICATEUR À AOP :

Il fonctionne généralement avec une contre-réaction négative afin de contrôler précisément le gain.

🟠 COMPARATEUR :

Il est généralement utilisé sans contre-réaction négative et cherche principalement à déterminer quelle entrée est supérieure à l’autre.

Le comparateur fonctionne donc davantage comme un dispositif de DÉCISION que comme un amplificateur linéaire.

⚠️ Dans les applications rapides ou numériques, on utilise généralement un circuit intégré comparateur dédié plutôt qu’un AOP classique.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
📌 À RETENIR
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✅ Un comparateur compare deux tensions.

✅ Il peut comparer Vin à une tension de référence Vref.

✅ Si Vin > Vref, la sortie tend vers le niveau haut dans la configuration étudiée.

✅ Si Vin < Vref, la sortie tend vers le niveau bas.

✅ Le comparateur permet de détecter le dépassement d’un seuil.

✅ Il est très utilisé dans les circuits de détection, de commande et d’alarme.

✅ Un comparateur n’est pas utilisé de la même manière qu’un AOP en fonctionnement linéaire.

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❓ QUESTION DU JOUR
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On réalise un comparateur avec :

Vref = 3 V

Et :

Vin = 4 V

Dans la configuration étudiée, que se passe-t-il ?

A) La sortie tend vers le niveau bas.

B) La sortie tend vers le niveau haut.

C) La sortie reste toujours exactement à 0 V.

D) Le circuit additionne les deux tensions.

💬 Donnez votre réponse dans le groupe !

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22/08/2026

📘 LEÇON 47 — LE FILTRE COUPE-BANDE (NOTCH) À AOP

Après avoir étudié le filtre passe-bande, nous allons maintenant découvrir le filtre coupe-bande, également appelé filtre réjecteur ou NOTCH.

Contrairement au passe-bande, qui laisse passer une bande de fréquences, le filtre coupe-bande permet de laisser passer la majorité des fréquences tout en atténuant fortement une bande de fréquences déterminée.

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🔹 PARTIE 1 — QU’EST-CE QU’UN FILTRE COUPE-BANDE ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un filtre coupe-bande est un circuit qui atténue fortement une plage de fréquences particulière tout en laissant passer les fréquences situées en dessous et au-dessus de cette plage.

On peut donc résumer son fonctionnement ainsi :

BASSES FRÉQUENCES
↓
TRANSMISES
↓
BANDE INDÉSIRABLE
↓
ATTÉNUÉE
↓
HAUTES FRÉQUENCES
↓
TRANSMISES

Il est donc l’opposé du filtre passe-bande.

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🔹 PARTIE 2 — POURQUOI UTILISER UN FILTRE COUPE-BANDE ?
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Le filtre coupe-bande est principalement utilisé lorsqu’une fréquence ou une bande de fréquences particulière est indésirable.

Par exemple :

Un signal contient une fréquence parasite de 50 Hz.

On peut utiliser un filtre NOTCH pour fortement atténuer cette fréquence tout en conservant les autres composantes utiles du signal.

C’est particulièrement intéressant dans les systèmes de mesure et de traitement des signaux.

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🔹 PARTIE 3 — LE FILTRE NOTCH
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Le terme « NOTCH » désigne un filtre qui crée une forte atténuation autour d’une fréquence précise.

Cette fréquence est appelée :

f0 = fréquence centrale du filtre

Autour de f0, le signal est fortement atténué.

En dehors de cette zone, le signal est davantage transmis.

Le filtre NOTCH est donc particulièrement utile pour supprimer une fréquence parasite bien déterminée.

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🔹 PARTIE 4 — CONSTITUTION D’UN FILTRE COUPE-BANDE ACTIF
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

Un filtre coupe-bande actif peut utiliser :

• Un amplificateur opérationnel (AOP)
• Des résistances
• Des condensateurs
• Une tension d’entrée Vin
• Une tension de sortie Vout
• Une alimentation pour l’AOP

La combinaison des résistances et des condensateurs permet de déterminer la fréquence ou la bande de fréquences qui sera atténuée.

⚠️ La topologie exacte dépend du type de filtre coupe-bande utilisé.

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
🔹 PARTIE 5 — LA FRÉQUENCE CENTRALE
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

La fréquence centrale du filtre est notée :

f0

Pour un filtre coupe-bande réalisé à partir de deux fréquences de coupure fL et fH :

f0 = √(fL × fH)

Autour de cette fréquence, l’atténuation est maximale.

Plus le filtre est sélectif, plus la bande rejetée peut être étroite.

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🔹 PARTIE 6 — LA BANDE REJETÉE
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Un filtre coupe-bande possède généralement deux fréquences de coupure :

fL = fréquence de coupure basse

fH = fréquence de coupure haute

La bande rejetée est comprise approximativement entre :

fL < f < fH

La largeur de cette bande est :

B = fH − fL

Les fréquences situées en dehors de cette bande sont principalement transmises.

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🔹 PARTIE 7 — EXEMPLE : SUPPRESSION DU 50 Hz
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Imaginons un système de mesure qui reçoit un signal utile mais qui contient une perturbation de :

50 Hz

Cette perturbation peut provenir, par exemple, du réseau électrique.

On peut concevoir un filtre NOTCH centré autour de :

f0 = 50 Hz

Le filtre va alors fortement atténuer la composante située autour de 50 Hz.

Les autres composantes du signal peuvent continuer à être transmises.

Ainsi :

SIGNAL UTILE + PARASITE 50 Hz
↓
FILTRE NOTCH
↓
SIGNAL AVEC 50 Hz FORTEMENT ATTÉNUÉ

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🔹 PARTIE 8 — FILTRE PASSE-BANDE VS COUPE-BANDE
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🔵 FILTRE PASSE-BANDE :

Laisse passer une bande de fréquences.

Atténue les fréquences situées en dessous et au-dessus de cette bande.

🟠 FILTRE COUPE-BANDE :

Atténue une bande de fréquences.

Laisse principalement passer les fréquences situées en dessous et au-dessus de cette bande.

On peut donc retenir :

PASSE-BANDE → « JE LAISSE PASSER UNE BANDE »

COUPE-BANDE → « JE REJETTE UNE BANDE »

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🔹 PARTIE 9 — APPLICATIONS
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Les filtres coupe-bande sont utilisés notamment dans :

• La suppression des parasites à 50 Hz ou 60 Hz.

• Les systèmes de mesure.

• Le traitement des signaux audio.

• Les systèmes d’instrumentation.

• Les systèmes de communication.

• La suppression d’interférences.

• Le traitement des signaux provenant de capteurs.

• Certains systèmes médicaux et scientifiques de mesure.

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📌 À RETENIR
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✅ Le filtre coupe-bande atténue fortement une bande de fréquences.

✅ Il laisse principalement passer les fréquences situées en dehors de la bande rejetée.

✅ Le filtre NOTCH est particulièrement utilisé pour supprimer une fréquence parasite précise.

✅ Il possède généralement deux fréquences de coupure :

fL = fréquence de coupure basse

fH = fréquence de coupure haute

✅ La largeur de la bande rejetée est :

B = fH − fL

✅ La fréquence centrale peut être calculée par :

f0 = √(fL × fH)

✅ Un exemple classique est la suppression d’une perturbation de 50 Hz provenant du réseau électrique.

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❓ QUESTION DU JOUR
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Un signal contient une perturbation importante à 50 Hz.

Quel circuit serait particulièrement adapté pour atténuer cette perturbation tout en conservant les autres fréquences du signal ?

A) Un filtre passe-bas

B) Un filtre passe-haut

C) Un filtre passe-bande

D) Un filtre coupe-bande (NOTCH)

💬 Donnez votre réponse dans le groupe !

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