Les amplificateurs opérationnels sont utilisés pour amplifier des signaux allant du courant continu à des dizaines de mégahertz et peuvent le faire dans une variété de configurations d’amplificateurs opérationnels.
Nous avons vu que nous pouvons connecter des résistances à un amplificateur opérationnel de base pour produire divers types de sorties inversées et non inversées ainsi que leurs gains respectifs. Pour simplifier les choses, voici une liste de quelques blocs de construction “de base” d’amplificateurs opérationnels que nous pouvons utiliser pour créer différents circuits électroniques et filtres.
Le Suiveur de Tension
Le suiveur de tension, également appelé tampon, n’amplifie pas ou n’inverse pas le signal d’entrée mais fournit plutôt une isolation entre deux circuits. L’impédance d’entrée est très élevée tandis que l’impédance de sortie est faible, évitant ainsi tout effet de charge au sein du circuit. Comme la sortie est directement connectée à l’une des entrées, le gain global du tampon est de +1 et Vout = Vin.
Circuit de Suiveur de Tension Op-amp
L’Inverseur Op-amp
L’inverseur, également appelé tampon inversé, est l’opposé du suiveur de tension précédent. L’inverseur n’amplifie pas si les deux résistances sont égales mais inverse le signal d’entrée. L’impédance d’entrée est égale à R et le gain est de -1, ce qui donne Vout = -Vin.
Circuit de l’Amplificateur Inversé de Base
L’Amplificateur Non-Inversé
L’amplificateur non-inversé n’inverse pas le signal d’entrée et ne produit pas de signal inversé mais l’amplifie plutôt selon le rapport : (RA + RB)/RB ou communément 1+(RA/RB). Le signal d’entrée est connecté à l’entrée non-inversée (+).
Circuit de l’Amplificateur Non-Inversé de Base
L’Amplificateur Inversé
L’amplificateur inversé inverse et amplifie le signal d’entrée selon le ratio de -RA/RB. Le gain de l’amplificateur est contrôlé par une rétroaction négative utilisant la résistance de rétroaction RA et le signal d’entrée est alimenté à l’entrée inversée (–).
Circuit de l’Amplificateur Inversé Op-amp
L’Amplificateur en Pont
Les circuits amplificateurs inversé et non-inversé ci-dessus peuvent être connectés ensemble pour former une configuration d’amplificateur en pont. Le signal d’entrée est commun aux deux amplificateurs opérationnels avec le signal de tension de sortie pris à travers la résistance de charge, RL qui flotte entre les deux sorties.
Si les magnitudes des deux gains d’amplificateurs opérationnels, A1 et A2, sont égales, alors le signal de sortie sera doublé car il s’agit effectivement de la combinaison des deux gains d’amplificateurs individuels.
Circuit de l’Amplificateur en Pont Op-amp
L’Additionneur de Tension
L’additionneur, également appelé amplificateur sommateur, produit un voltage de sortie inversé qui est proportionnel à la somme des tensions d’entrée V1 et V2. Plus d’entrées peuvent être additionnées. Si les résistances d’entrée sont égales en valeur (R1 = R2 = R), alors la tension de sortie additionnée est donnée comme indiqué et le gain est de +1. Si les résistances d’entrée sont inégales, alors la tension de sortie est une somme pondérée et devient :
VOUT = –(V1(RA/R1) + V2(RA/R2) + etc.)
Circuit de l’Additionneur de Tension Op-amp
Le Soustracteur de Tension
Le soustracteur, également appelé amplificateur différentiel, utilise à la fois les entrées inversée et non-inversée pour produire un signal de sortie qui est la différence entre les deux tensions d’entrée V1 et V2, permettant à un signal d’être soustrait d’un autre. Plus d’entrées peuvent être ajoutées pour être soustraites si nécessaire.
Si les résistances sont égales (R = R3 et RA = R4), alors la tension de sortie est donnée comme indiqué et le gain de tension est de +1. Si les résistances d’entrée sont inégales, le circuit devient un amplificateur différentiel produisant un signal de sortie négatif lorsque V1 est supérieur à V2 et un signal de sortie positif lorsque V1 est inférieur à V2.
Circuit du Soustracteur de Tension Op-amp
Le Comparateur Op-amp
Le comparateur a de nombreuses utilisations, mais la plus courante est de comparer la tension d’entrée à une tension de référence et de changer la sortie si la tension d’entrée dépasse la tension de référence. Si l’entrée devient plus positive que la tension de référence définie par le diviseur de tension, Vin > Vref, la sortie change d’état.
Lorsque la tension d’entrée descend en dessous de la tension de référence prédéfinie et Vin < Vref, la sortie revient en arrière. En utilisant une rétroaction positive, le circuit comparateur de base peut facilement être converti en un déclencheur Schmitt pour réduire les oscillations autour du point de commutation.
Circuit du Comparateur de Blocs Op-amp
Voici quelques-unes des configurations de blocs de construction d’amplificateurs opérationnels de base les plus courantes et discutées dans cette section que nous pouvons utiliser dans des circuits électroniques. Tous les circuits ci-dessus peuvent être construits en utilisant une variété d’amplificateurs opérationnels différents, y compris le célèbre amplificateur opérationnel 741. J’espère que ce court tutoriel sur les blocs de construction de base des amplificateurs opérationnels vous aidera à comprendre les différentes configurations de circuits d’amplificateurs opérationnels de base.
