Conception électronique - Quel est le principe d'amplification d'un amplificateur opérationnel?

Principes de base des amplificateurs opérationnels

L'amplificateur opérationnel a deux entrées et une sortie, comme le montre la figure 1 - 1. L'entrée marquée « » est une « entrée en phase» et non une borne positive), et l'autre borne d'entrée marquée « 1» est une « entrée inversée» qui ne peut pas non plus être appelée négative. Si l'on introduit successivement le même signal sur ces deux entrées, on obtient en sortie un signal de sortie de même tension mais de polarité opposée: le signal en sortie est en phase avec le signal en entrée en phase et en phase avec le signal en entrée inverseuse.

L'alimentation connectée à l'amplificateur opérationnel peut être simple ou double. Les amplificateurs opérationnels ont des caractéristiques très intéressantes. L'application flexible de ces fonctions permet d'obtenir de nombreuses utilisations uniques. Généralement, ces fonctions peuvent être intégrées en deux:

1. Le facteur d'amplification de l'amplificateur opérationnel est infini.

2. La résistance d'entrée de l'amplificateur opérationnel est infinie, tandis que la résistance de sortie est nulle.

Voyons maintenant brièvement quelles conclusions peuvent être tirées en raison des deux caractéristiques ci - dessus.

Principes de base des amplificateurs opérationnels

Tout d'abord, le coefficient d'amplification de l'amplificateur opérationnel est infiniment grand, de sorte que tant que la tension d'entrée de son entrée n'est pas nulle, la sortie aura la même tension de sortie élevée que l'alimentation positive ou négative. La tension de sortie doit être illimitée, mais elle est limitée par la tension d'alimentation.

En effet, si la tension d'entrée sur l'entrée en phase est supérieure, même légèrement supérieure, à la tension sur l'entrée inverseuse, la sortie de l'amplificateur opérationnel délivrera la même tension que la tension d'alimentation positive; Inversement, si la tension d'entrée sur l'entrée inverseuse est supérieure à la tension sur l'entrée en phase, la sortie de l'amplificateur opérationnel produira la même tension que la tension d'alimentation négative (la tension de sortie est nulle si l'amplificateur opérationnel utilise une seule source).

Deuxièmement, le facteur d'amplification étant infini, l'amplificateur opérationnel ne peut pas être utilisé directement comme amplificateur. Le signal de sortie doit être rebouclé sur l'entrée inverseuse (appelée rétroaction négative) pour réduire son coefficient d'amplification.

R1 est utilisé pour renvoyer le signal de sortie à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel, comme représenté sur la figure de gauche des figures 1 à 3. Comme l'entrée inverseuse est opposée à la tension de sortie, cela réduira le coefficient d'amplification du circuit. C'est un circuit de rétroaction négative et la résistance RF est également appelée résistance de rétroaction négative.

Figure 1 - 3: méthode de connexion par résistance de rétroaction pour amplificateur opérationnel (à gauche: méthode de connexion inverse)

De plus, l'entrée de l'amplificateur opérationnel étant infiniment grande, la sortie de l'amplificateur opérationnel n'a pas d'entrée de courant et n'accepte que des tensions. De même, si l'on suppose qu'il existe une résistance infiniment grande entre l'entrée en phase et l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel, la tension appliquée aux bornes de la résistance ne peut pas former de courant. Selon la loi d'Ohm, s'il n'y avait pas de courant, il n'y aurait pas de tension aux bornes de la résistance. On peut donc considérer que la tension aux deux entrées de l'amplificateur opérationnel est la même (dans ce cas, la tension est un peu comme court - circuiter les deux entrées avec un fil électrique, on appelle donc ce phénomène un "court - circuit virtuel").