Comment déterminer impédances entrée/sortie amplificateur opérationnel

On ne peut pas mesurer l'impédance entrée/sortie intrinsèque d'un AOP avec multimètre portable. Valeurs extrêmes (Z_in ~ MΩ–TΩ, Z_out ~ Ω–mΩ) et mesure elle-même altère résultat. Utilisez plutôt ces méthodes :

1. Fiche technique (Source primaire)

Toute fiche AOP spécifie :

• Impédance entrée différentielle (Z_id / R_in) : Résistance entre +IN et -IN (ex. 10 MΩ–10 GΩ JFET/CMOS ; 0,5–10 MΩ bipolaire).
• Impédance entrée mode commun (Z_icm) : Chaque entrée vers masse (souvent > Z_id).
• Impédance sortie (Z_o / R_o) : Boucle ouverte, petit signal, DC ou vs fréquence (ex. 50 Ω–1 kΩ).
• Capacité entrée (C_in) : Critique apps RF/photodiode (1–10 pF typique).

2. Techniques mesure labo (Petit signal, boucle ouverte)

Impédance entrée (Z_in)

Méthode diviseur tension (Différentielle) :

1. Configurer AOP suiveur tension (V_out = V_in).
2. Appliquer signal AC (ex. 1 kHz, 100 mVcc) via résistance série connue R_s (ex. 1 MΩ).
3. Mesurer V_in (avant R_s) et V₊ (sur broche) sonde/scope haute Z.
4. Z_in = R_s × (V₊ / (V_in - V₊)).

Attention : Courant polarisation × R_s crée offset DC. Condensateur liaison si nécessaire.

Impédance sortie (Z_out)

Méthode tirage charge :

1. Configurer suiveur. Piloter signal AC connu (1 kHz).
2. Mesurer sortie vide V_oc.
3. Connecter charge résistance R_L (ex. 100 Ω, 1 kΩ).
4. Mesurer sortie chargée V_charge.
5. Z_out = R_L × ((V_oc / V_charge) - 1).

Balayage fréquence : Utilisez Analyseur Réseau (VNA) ou FRA pour tracer Z_out(f) — crucial analyse stabilité (pilotage charge capacitive).

3. Impédances boucle fermée (Effectives) — Ce que votre circuit voit

Rétroaction modifie drastiquement impédances :

• Ampli non-inverseur : Z_in,fermé ≈ Z_icm × (1 + A_olβ) → effectivement ∞ (GΩ–TΩ).
• Ampli inverseur : Z_in,fermé ≈ R_in (résistance entrée). Masse virtuelle -IN.
• Sortie (toute topologie) : Z_out,fermé ≈ Z_o,ol / (1 + A_olβ) → milliohms à ohms. Pourquoi AOP font sources tension excellentes.

4. Simulation (SPICE)

Analyse AC avec .ac dec 100 1 100Meg :

• Z_in : V(in)/I(Vin_source) (différentielle) ou V(+IN)/I(Vtest) (CM).
• Z_out : Appliquer source courant AC 1A sortie, mesurer tension : V(out)/1.

Points clés

• Faire confiance fiche technique valeurs intrinsèques.
• Designer avec impédances boucle fermée (rétroaction définit ce que circuit voit).
• Mesurer Z_out(f) si pilotage charges capacitives (>50 pF) — stabilité en dépend.
• Spécs courant polarisation/bruit entrée importent plus que Z_in apps DC précision.