Tampon inverseur avec amplificateurs opérationnels


15

Je sais qu'il est facile de faire un tampon de gain unitaire avec un ampli op (en tant que suiveur de tension):

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Je sais aussi qu'il est facile de faire un tampon inverseur avec un ampli op (un amplificateur inverseur avec ):R1=R2

schématique

simuler ce circuit

Cependant, la précision de cet amplificateur inverseur dépend de la précision de et R 2 - s'ils ne sont pas étroitement liés, la sortie sera un peu différente de - V i n .R1R2Vin

Existe-t-il un moyen de créer un tampon inverseur avec un ampli opérationnel qui ne dépend pas de la précision de ces résistances, comme le suiveur de tension? Est-ce une meilleure idée d'obtenir des résistances de plus haute précision?

Réponses:


17

Non, il n'y a aucun moyen de créer un tampon inverseur avec juste un ampli-op qui ne dépend pas des valeurs de résistance. Vous pouvez obtenir des résistances avec une précision et une stabilité très fines (à un prix tout aussi impressionnant) ou vous pouvez obtenir des réseaux avec des appariements (en valeur et en coefficient de température) où la précision absolue peut ne pas être aussi impressionnante mais le rapport est étroitement contrôlé.

Il existe un moyen d'inverser un signal sans résistances précises - la méthode dite des condensateurs volants, mais elle est assez complexe et les résistances sont une meilleure solution pour la plupart des situations jusqu'à une précision de niveau ppm.


Génial - cela couvre exactement la quantité de choses pratiques du monde réel que je voulais.
Greg d'Eon

La question que j'ai essayé de comprendre est donc: pourquoi pas? Puisque R1 et R2 peuvent avoir n'importe quelle valeur, pourquoi cette valeur ne peut-elle pas être nulle? (Je suis sûr qu'il y a une raison, mais je ne l'ai pas encore trouvée)
jgalak

1
@jgalak Le gain est - (R1 / R2). Mis à part l'improbabilité mathématique de 0/0, pour tout nombre positif, le pourcentage d'erreur dans R1 ou R2 apparaît directement dans l'erreur de gain. Il n'y a donc aucun avantage à des valeurs très petites (ou très grandes) en termes d'erreur idéale. De très petites valeurs chargent l'ampli-op et introduisent des problèmes supplémentaires. Des valeurs très élevées provoquent des erreurs supplémentaires dues au courant de polarisation et aux fuites et peut-être au bruit de Johnson.
Spehro Pefhany

Mais pour une configuration d'amplificateur non inverseur, la formule est également G = 1 + (R2 / R1), mais dans la configuration tampon 0/0 fonctionne très bien. Alors, pourquoi est-ce correct là-bas et pas avec un tampon inverseur?
jgalak

1
Huh. Et je viens de le recevoir. Les tendances 0 / inf à 0. 0/0 n'a tendance nulle part. Ok, tant pis, j'ai compris! Merci quand même!
jgalak

6

Une possibilité. Auparavant, ils fabriquaient quelques amplificateurs opérationnels spécialisés qui avaient des sorties différentielles, une positive et une négative, susceptibles de piloter des paires de lignes différentielles. Je n'en ai jamais utilisé et je ne me souviens pas des références. Mais je suppose que si vous connectez la sortie positive en tant que suiveur de tension, la sortie négative serait également négative.

Notez que même un arrangement d'amplificateur opérationnel suiveur de tension n'est pas parfait. Il y a des spécifications de gain internes et de petits décalages, bien que petits, peuvent entraîner des sorties qui ne sont pas parfaites une à une des entrées.


C'est une idée assez intelligente, mais je ne suis pas sûr qu'elle serait utile dans la pratique (principalement la disponibilité des pièces)
Greg d'Eon

4

En plus de la réponse de Nedd, les CI d'amplificateur différentiel à gain unitaire de précision que vous recherchez sont du type INA105, DRV134, THAT1240 etc. Il existe plusieurs qualités, marques et fabricants et bien sûr une gamme de prix variable. Le circuit en question serait celui ci-dessous, issu de la fiche technique INA105.

entrez la description de l'image ici


0

L'expérience pratique s'écarte souvent de l'idéal du manuel, en particulier dans le domaine analogique. Si vous utilisez des résistances de bonne qualité du même fabricant et du même lot, la précision entre les résistances individuelles est meilleure que la tolérance indiquée de la valeur nominale.

Si vous voulez un ampli op inverseur de gain unitaire en pratique en utilisant un appareil à usage général comme un LM324, calculez simplement les valeurs de résistance pour donner un gain calculé G = -1.009 Par exemple,Rin = 218k, Rf=220k . Cela vous donnera un gain réel mesuré deG = -1 avec votre voltmètre.

Je n'ai jamais rien utilisé de plus exotique qu'un LM324, j'ai utilisé cette partie pour interfacer avec des capteurs nécessitant des niveaux de précision microvolt sans aucun problème pour obtenir une sortie stable. Vos difficultés commencent à essayer de stabiliser le convertisseur AD de votre microcontrôleur.

En utilisant notre site, vous reconnaissez avoir lu et compris notre politique liée aux cookies et notre politique de confidentialité.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.