Thèmes:
- Introduction à l'ampli opérationnel
- Amplificateur inventif
- Amplificateur non inventeur
- Différence / Amplificateur différentiel
- Additionneur d'inventaire
Présentation de l'ampli opérationnel :
Opamp signifie amplificateur opérationnel ; en néerlandais, cela signifie : amplificateur opérationnel. Les amplificateurs opérationnels sont utilisés dans les circuits intégrés (comme sur les cartes de circuits imprimés des ordinateurs) avec un facteur de gain très élevé, qui amplifie la tension d'entrée (par exemple d'un capteur). Le signal amplifié convient alors comme signal d'entrée pour un dispositif de commande, tel que l'ECU. Le facteur d'amplification peut atteindre 100.000 XNUMX et plus.
Le facteur d'amplification peut être réduit en utilisant des résistances, de sorte que la tension de sortie ne puisse jamais dépasser la valeur maximale (auparavant).
La figure montre le symbole d'un ampli opérationnel. Les connexions VS + et VS – sont souvent omises.
Lorsqu'une différence de tension apparaît aux bornes de l'ampli opérationnel et que la tension sur le + est supérieure à celle sur le -, la tension de sortie est amplifiée. A l’inverse, lorsque le – est supérieur au +, la tension de sortie est amplifiée négativement. Ceci peut être utilisé consciemment avec un amplificateur inventif. Avec un amplificateur inventif, la tension de sortie sera négative. Les signes plus et moins dans l'image de l'ampli opérationnel alterneront également. Tel que l'ampli opérationnel est maintenant représenté, il s'agit d'un amplificateur non inventeur. La tension de sortie sera positive.
Inventer l'ampli opérationnel :
L'entrée positive de l'ampli opérationnel est connectée à la terre. La tension positive est donc toujours 0. Les valeurs de résistance déterminent le facteur d'amplification (A). La tension « U in » peut être un signal de capteur qui est amplifié vers l'ECU qui est connecté à la sortie U out.
Avec un ampli opérationnel inventif, le facteur d'amplification peut être calculé avec la formule suivante :
Voici maintenant un exemple de calcul avec U in = 1 Volt et U in = 4 Volt. En multipliant les fractions transversalement, la tension U in est multipliée par le facteur d'amplification. Ceci calcule la tension de sortie (U out).
Lorsque le facteur de gain est augmenté (par exemple jusqu'à 100), vous verrez qu'avec une augmentation minime de U in, le U out augmente très rapidement. N'oubliez jamais que la tension de sortie de l'ampli opérationnel inventeur est négative.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Ampli opérationnel non aventureux :
Comparez l'ampli op non inventeur avec l'ampli op inventeur. La différence est, comme son nom l'indique, que cet ampli opérationnel n'invente pas (n'inverse pas) la tension. La tension sortante est donc positive. Nous effectuons le calcul suivant de manière simple, en multipliant le facteur d'amplification A par la tension d'entrée.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Différence/amplificateur différentiel :
L'amplificateur différence/différentiel compare les 2 signaux d'entrée (U en 1 et U en 2) puis les amplifie. La figure ci-dessous compare les tensions U en 1 et U en 2. Ce sont 2 et 4 Volts. La différence entre ceux-ci est de 2 Volts. Ceci est amplifié par le facteur de gain, qui dépend des valeurs de résistance R1 et R2 :
U en 1 = 2 Volts
U en 2 = 4 Volts
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Additionneur d'inventaire :
Le calcul de l'additionneur inventeur peut être effectué de deux manières. Le moyen le plus simple est que les résistances R2, R1 et R2 aient toutes les mêmes valeurs de résistance que dans l'exemple (voie 3). Si ces résistances sont inégales les unes aux autres (par exemple, R2 a une valeur différente de R1 et R2), alors la méthode 3 doit être utilisée :
U en 1 = 0,1 Volts
U en 2 = 0,2 Volts
U en 3 = 0,3 Volts
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Voie 1 (R1, R2 et R3 ne sont pas égaux)
Voie 2 (R1, R2 et R3 sont égaux)
