Amplificateur inverseur : application en tant qu'amplificateur de transrésistance

Comme nous l'avons vu dans les discussions précédentes, le gain en boucle ouverte d'un amplificateur opérationnel (ampli-op) peut être extrêmement élevé, environ 1,000,000 XNUMX XNUMX ou plus. Ce gain très élevé rend l'amplificateur opérationnel très instable, et un très petit signal d'entrée, même s'il est en μV, suffit à faire monter la tension de sortie à des niveaux incontrôlables où ils saturent, et nous perdons complètement le contrôle de la sortie. Par conséquent, nous allons étudier les rétroactions et l'amplificateur inverseur comme solution aux problèmes connexes ci-dessus.

Saturation

Avant d'en apprendre davantage sur l'amplificateur inverseur, nous devons connaître les retours et ce que l'on entend par saturation. La tension de sortie d'un ampli-op est limitée à une valeur minimale et maximale, qui est presque égale à la tension d'alimentation fournie.

amplificateur inverseur
Bornes d'entrée ampli-op: entrée d'amplificateur inverseur et entrée d'amplificateur non inverseur

La connexion de la sortie à l'entrée via un câblage externe est appelée connexion de retour. Il existe généralement deux types de commentaires: les commentaires positifs et les commentaires négatifs.

opamp avec rétroaction
configuration des commentaires

Rétroaction négative et configuration de l'amplificateur opérationnel inverseur

opamp Rétroaction négative
Configuration de rétroaction négative

Si la rétroaction est connectée à la borne d'entrée de l'amplificateur inverseur (négative) de l'amplificateur opérationnel, en utilisant une résistance appropriée appelée résistance de rétroaction, alors la rétroaction est connue sous le nom de rétroaction négative. Et, si la connexion de rétroaction est établie entre la sortie et la borne non inverseuse (positive) de l'amplificateur opérationnel via une résistance de rétroaction appropriée, alors elle est connue sous le nom de rétroaction positive. Dans la plupart des applications de l'ampli-op, la rétroaction négative est la plus largement utilisée.

La rétroaction négative entraîne une valeur de tension différente dans l'entrée inverseuse (-ve), ce qui entraîne un nouveau signal plutôt que le signal d'entrée réel car la tension de la borne inverseuse sera la somme des tensions et de la tension de rétroaction négative provenant du borne de sortie. Par conséquent, pour séparer le signal d'entrée réel du signal d'entrée de la borne inverseuse, une résistance d'entrée, R1 est en train d'être utilisé.

Si l'on envisage un circuit équivalent idéal, le gain de tension en boucle fermée est

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Plus précisément, si la tension de sortie est VO, à ce moment là

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Le gain A sera infini; la tension V1 se révèle idyllique égal à V2. Cela signifie une condition de court-circuit virtuel. Un court-circuit virtuellement montre que le fait que la tension soit à l'une et seulement des bornes d'entrée agira automatiquement à l'autre borne d'entrée en raison d'un gain infini ou pratiquement très élevé. La borne non inverseuse 2 est mise à la terre, donc V2= 0 et V1 = 0. Par conséquent, la borne 1 est virtuellement mise à la terre, ce qui signifie qu'elle représente en fait zéro volt même sans être mise à la terre.

Inversion de la configuration et du fonctionnement de l'amplificateur

amplificateur inverseur
Inversion de la configuration de l'ampli-op

Actuel i1 par R1 peut être donné comme:

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Ce courant i1 ne peut pas entrer dans l'ampli-op, car un amplificateur inverseur idéal a résistance d'entrée infinie et tire donc zéro courant. Donc, je! traversera la résistance R2 et ira vers la borne no. 3.

En appliquant la loi d'Ohm, nous pouvons déterminer Vcomme:

Vo = V1 - je1R2

     = 0 - image013 4

Par conséquent, le gain de tension en boucle fermée est:

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Comme nous avons observé que –ve accompagne le terme de gain en boucle fermée, cette configuration de l'ampli-op est donc reconnue comme la configuration inverseuse.

En raison du concept de terre virtuelle, la résistance d'entrée est définie comme R= Vi/i= R1

L'équation de la tension de sortie (Vo) implique que le circuit fonctionne de manière linéaire pour un gain d'amplificateur constant Av comme Vo = Vi x Unv. Cette propriété est très utile pour convertir un signal de faible amplitude en un signal de tension beaucoup plus grand. Et comme il n'y a pas condensateurs dans le circuit amplificateur opérationnel inverseur, par conséquent, les tensions d'entrée et de sortie, ainsi que les courants dans les résistances, peuvent être des signaux continus, et donc l'amplificateur opérationnel pourra également amplifier les signaux continus.

Application de l'amplificateur inverseur

Qu'est-ce que l'amplificateur Transresistance?

Amplificateur transresistance ou convertisseur courant-tension

Une application très utile d'un amplificateur opérationnel inverseur est celle d'un amplificateur Trans-impédance ou d'un convertisseur courant-tension. Un amplificateur opérationnel Trans-résistance ou trans-impédance est utilisé comme circuit de conversion courant-tension. Ceux-ci sont largement utilisés dans la conception de circuits car il est bon de convertir un très petit courant généré par un circuit ou un capteur en une tension de sortie proportionnée suffisamment élevée.

Amplificateur transrésistance
Amplificateur transresistance ou convertisseur courant-tension

Considérez le circuit de la figure. La résistance d'entrée Ri au nœud virtuel est R= V1/i1 = 0 comme étudié précédemment.

Le courant je1 est essentiellement égal à Is et donc,

i= je= Is

Et, V= -i2Rf = -IsRf

La tension o / p est directement proportionnelle au courant du signal et la résistance de rétroaction Rf équivaut au rapport entre la tension de sortie et le courant dans la borne d'entrée.

Nous apprendrons les amplificateur non inverseur dans la rubrique à venir.

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