Création d'un amplificateur différentiel

Circuits d'amplificateurs opérationnels différentiels

Un ampli-op sans retour est déjà un amplificateur différentiel, amplifiant la différence de tension entre les deux entrées. Cependant, son gain ne peut pas être contrôlé, et il est généralement trop élevé pour être d'une quelconque utilité pratique. Jusqu'à présent, notre application de rétroaction négative aux amplificateurs opérationnels a entraîné la perte pratique de l'une des entrées, l'amplificateur résultant n'est bon que pour amplifier une seule entrée de signal de tension. Avec un peu d'ingéniosité, cependant, nous pouvons construire un circuit d'amplificateur opérationnel maintenant les deux entrées de tension, mais avec un gain contrôlé défini par des résistances externes.

Si toutes les valeurs de résistance sont égales, cet amplificateur aura un gain de tension différentiel de 1. L'analyse de ce circuit est essentiellement la même que celle d'un amplificateur inverseur, sauf que l'entrée non inverseuse (+) de l'amplificateur opérationnel est à une tension égale à une fraction de V₂ , plutôt que d'être connecté directement à la terre. Comme il va de soi, V₂ fonctionne comme l'entrée non inverseuse et V₁ fonctionne comme l'entrée inverseuse du circuit amplificateur final. Par conséquent :

Si nous voulions fournir un gain différentiel autre que 1, nous devrions ajuster les résistances dans les deux diviseurs de tension supérieur et inférieur, nécessitant de multiples changements de résistance et un équilibrage entre les deux diviseurs pour un fonctionnement symétrique. Ce n'est pas toujours pratique, pour des raisons évidentes.

Mettre en mémoire tampon le signal de tension d'entrée

Une autre limitation de cette conception d'amplificateur est le fait que ses impédances d'entrée sont plutôt faibles par rapport à celles de certaines autres configurations d'amplificateurs opérationnels, notamment l'amplificateur non inverseur (entrée asymétrique). Chaque source de tension d'entrée doit conduire le courant à travers une résistance, ce qui constitue une impédance bien inférieure à celle de l'entrée nue d'un ampli-op seul. La solution à ce problème, heureusement, est assez simple. Tout ce que nous avons à faire est de « tamponner » chaque signal de tension d'entrée via un suiveur de tension comme celui-ci :

Maintenant le V₁ et V₂ les lignes d'entrée sont connectées directement aux entrées de deux amplificateurs opérationnels suiveurs de tension, ce qui donne une très haute impédance. Les deux amplificateurs opérationnels sur la gauche gèrent maintenant la conduite du courant à travers les résistances au lieu de laisser les sources de tension d'entrée (quelles qu'elles soient) le faire. La complexité accrue de notre circuit est minime pour un avantage substantiel.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail sur les circuits d'ampli op d'été et de soustracteur

• Feuille de travail sur les amplificateurs opérationnels de base