Conception d'un Amplificateur Différentiel Pratique à Gain Contrôlé

Circuits Ampli Op Différentiels

Un ampli op sans rétroaction est déjà un amplificateur différentiel, amplifiant la différence de tension entre ses deux entrées. Cependant, son gain ne peut pas être contrôlé et est généralement trop élevé pour être d'une utilité pratique. Jusqu'à présent, notre application de la rétroaction négative aux amplis op a entraîné la perte pratique de l'une des entrées, l'amplificateur résultant ne servant qu'à amplifier un seul signal de tension d'entrée. Avec un peu d'ingéniosité, cependant, nous pouvons construire un circuit ampli op conservant 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 différentiel en tension de 1. L'analyse de ce circuit est essentiellement la même que celle d'un amplificateur inversant, sauf que l'entrée non-inversante (+) de l'ampli op est à une tension égale à une fraction de V₂, plutôt que d'être connectée directement à la masse. Comme on peut s'y attendre, V₂ fonctionne comme l'entrée non-inversante et V₁ comme l'entrée inversante 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 plusieurs changements de résistances et un équilibrage entre les deux diviseurs pour un fonctionnement symétrique. Ce n'est pas toujours pratique, pour des raisons évidentes.

Tamponner 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 comparées à celles d'autres configurations d'ampli op, notamment l'amplificateur non-inversant (entrée simple-entrée). Chaque source de tension d'entrée doit piloter du 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 à travers un suiveur de tension comme ceci :

Maintenant, les lignes d'entrée V₁ et V₂ sont connectées directement aux entrées de deux amplis op suiveurs de tension, donnant une impédance très élevée. Les deux amplis op de gauche gèrent maintenant le pilotage 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 bénéfice substantiel.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail : Circuits Additionneur et Soustracteur Ampli Op
• Fiche de travail : Amplificateurs Opérationnels de Base