2. L'amplificateur inverseur
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PRÉCÉDENT-1. Idéal ampli
L'amplificateur inverseur
Figure 3 - L’ampli-op inverseur
La figure 3 (a) illustre un amplificateur inverseur avec la rétroaction, et la figure 3 (b) montre le circuit équivalent pour ce circuit d'amplificateur opérationnel inverseur idéal. Nous avons utilisé les propriétés de l'ampli opérationnel idéal pour modéliser l'entrée de l'ampli-op comme un circuit ouvert. La source contrôlée est Gvd, mais dans les hypothèses données, nous n’aurons pas à utiliser ces informations explicitement. Nous souhaitons résoudre pour la tension de sortie, vande, en termes de tension d'entrée, va. Nous écrivons des équations pour v+ et v- et ensuite définir ces expressions égales les unes aux autres. Depuis le courant à travers R est zéro,
(12)
Également l'équation du nœud de Kirchhoff à v- les rendements,
(13)
Depuis que v+ = v- et v+ = 0, puis v- est également zéro. Par conséquent, nous avons une équation à deux inconnues, va et vande, nous pouvons donc résoudre le gain en boucle fermée,
(14)
Notez que le gain en boucle fermée, vande /va, est négatif (inversé) et ne dépend que du rapport de deux résistances, RF /Ra. Il est indépendant du très haut gain en boucle ouverte, G. Ce résultat souhaitable est provoqué par l'utilisation du retour d'une partie de la tension de sortie pour soustraire de la tension d'entrée. La rétroaction de la sortie à l'entrée par RF sert à piloter la tension différentielle, vd = v+ - v-, proche de zéro. Depuis la tension d'entrée non inverseuse, v+, est nul, le retour a pour effet de conduire v- à zéro. Par conséquent, à l'entrée de l'ampli-op,
(15)
Quelle que soit la complexité du circuit d'ampli opérationnel idéal, l'ingénieur peut suivre rapidement cette procédure simple pour analyser (et bientôt concevoir) des systèmes d'ampli-op.
Nous pouvons maintenant élargir ce résultat au cas de plusieurs entrées.
Figure 4 - Circuit amplificateur opérationnel
L’amplificateur représenté à la figure (4) produit une sortie qui est une somme pondérée négative de plusieurs tensions d’entrée.
Depuis le courant à travers R est zéro, v+ = 0. L'équation de noeud au terminal d'entrée inverseur est donnée par l'équation (16):
(16)
Depuis que v+ = v-, puis v+ = 0 = v- et nous trouvons vande en termes d'entrées comme suit:
(17)
L'extension à n les entrées est simple.
APPLICATIONS
Analysez les circuits suivants à l'aide du simulateur de circuit TINACloud pour déterminer Vande en termes de tensions d'entrée en cliquant sur les liens ci-dessous.
2- Simulation de circuit d'amplificateur diviseur de tension