Amplificateurs AOP inverseur vs non-inverseur : Compromis et sélection
Topologies amplificateur opérationnel comparées
Configurations inverseur et non-inverseur sont blocs fondamentaux AOP. Choix dépend exigences intégrité signal, contraintes impédance, besoins bande passante, architecture système.
Amplificateur inverseur
Circuit : Entrée via Rin sur entrée (-) ; rétroaction Rf sortie vers (-) ; (+) à masse.
Gain : Av = -Rf/Rin (négatif = déphasage 180°)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Masse virtuelle entrée (-) → impédance entrée faible = Rin (prévisible) | Inversion signal (peut nécessiter correction) |
| Impédance entrée fixée par Rin (flexibilité conception) | Bande passante plus faible gain élevé (produit GBW limité) |
| Excellent sommation entrées multiples (mélangeur masse virtuelle) | Charge source signal (Rin vers masse virtuelle) |
| Découplage AC naturel avec condensateur série | Tension mode commun = 0V (headroom limité) |
| Gain élevé atteignable ratios résistances raisonnables | Tension offset entrée amplifiée par gain bruit (1+Rf/Rin) |
Amplificateur non-inverseur
Circuit : Entrée sur entrée (+) ; diviseur rétroaction (R1, R2) sortie vers (-).
Gain : Av = 1 + R2/R1 (positif, ≥ 1)
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Impédance entrée très haute (≈ Zin AOP, souvent >GΩ) | Gain minimum = 1 (ne peut pas atténuer) |
| Pas inversion signal | Swing tension mode commun entrée plus haut requis |
| Meilleure bande passante même gain boucle fermée | Capacité entrée + impédance source → pôle |
| Configuration suiveur tension (gain unitaire) | Moins flexible applications sommation |
| Gain bruit plus bas même gain signal | Tension offset entrée apparaît directement sortie |
Matrice décision sélection
- Besoin tampon/haute Zin ? → Non-inverseur (ou suiveur tension)
- Besoin sommation/intégration/dérivation ? → Inverseur
- Besoin gain < 1 ? → Inverseur (ou non-inverseur avec diviseur)
- Maximiser bande passante ? → Non-inverseur (gain bruit plus bas)
- Source signal haute impédance ? → Non-inverseur
- Alimentation simple, signal référencé masse ? → Inverseur (avec bias) ou non-inverseur (avec bias)
Considérations avancées
- Bruit : Inverseur a gain bruit plus haut ; critique designs faible bruit
- Distorsion : Non-inverseur a distorsion mode commun ; inverseur l'évite
- Stabilité : Les deux besoin compensation ; inverseur souvent plus facile stabiliser gain élevé
- Layout : Inverseur garde boucle HF locale (Rf près AOP)
AOP précision modernes (chopper-stabilisés, zero-drift) minimisent compromis traditionnels. Simulez toujours avec modèles parasites réels avant finaliser topologie.