Gain d'ampli op inverseur

Le gain en tension d'un amplificateur opérationnel est le rapport en boucle fermée de la tension de sortie à la tension d'entrée une fois que deux résistances ont fixé la contre-réaction. Ce calculateur de gain d'ampli op évalue l'étage inverseur idéal : la source attaque la borne inverseuse par la résistance d'entrée Rin, la sortie revient à ce nœud par la résistance de contre-réaction Rf, et Av vaut moins Rf sur Rin. Vous recevez le gain signé et la magnitude en décibels, calculée comme vingt fois le logarithme décimal de Rf sur Rin.

Gain en boucle fermée de l'ampli op et formule inverseuse Av = −Rf/Rin

Les fiches techniques d'un amplificateur opérationnel citent un gain en boucle ouverte énorme, mais le nombre que vous utilisez vraiment dans un circuit est le gain en tension en boucle fermée fixé par deux résistances. Ce calculateur répond à cette question pratique pour le montage inverseur : le signal d'entrée atteint la borne inverseuse par Rin, la contre-réaction revient de la sortie par Rf, et la borne non inverseuse est référencée à la masse de signal.

Sous les idéalisations habituelles — gain en boucle ouverte infini, courant d'entrée nul et masse virtuelle au nœud inverseur — le courant Vin sur Rin à travers la résistance d'entrée égale le courant moins Vout sur Rf à travers celle de contre-réaction. En annulant ces courants on obtient Av égal à Vout sur Vin, égal à moins Rf sur Rin. Le signe moins est l'inversion qui donne son nom à la topologie : un Vin positif produit un Vout négatif lorsque les deux résistances sont positives.

À côté du rapport signé, l'outil indique la magnitude en décibels comme vingt fois le logarithme en base dix de Rf sur Rin, comme les graphes audio et d'instrumentation tracent la valeur absolue de Av. Les contrôles de cours sont immédiats. Dix kiloohms d'entrée avec cent kiloohms de contre-réaction produisent Av égal à moins dix et vingt décibels.

Des résistances égales produisent Av égal à moins un et zéro décibel, le buffer inverseur de gain unitaire. Un rapport de contre-réaction 2.2 pour 1 produit Av égal à moins 2.2. Le moteur ne simule pas le produit gain-bande passante fini, le courant de polarisation d'entrée, l'offset ni la saturation ; cela relève d'une passe SPICE une fois ce premier chiffre correct.

Conservez les deux résistances dans la même unité pour que le rapport soit honnête, et traitez le résultat comme le gain en boucle fermée idéal que vous figez avant de vous soucier de la bande passante.

Devoirs, conception de laboratoire et tests logiciels qui exigent un Av stable

Les étudiants rencontrent le gain d'ampli op lorsqu'un cours de circuits introduit la contre-réaction négative, lorsqu'un laboratoire leur demande de prévoir Vout sur Vin avant de le mesurer, et lorsqu'un problème de concours donne deux résistances et veut Av sans simulateur. Les enseignants peuvent générer des clés de correction pour des paires en kiloohms sans mélanger les unités ni omettre le signe moins.

Les concepteurs de préamplis audio, de frontaux photodiode et de conditionneurs de capteurs utilisent l'étage inverseur parce que la masse virtuelle tient le nœud sommateur calme et que le gain est un simple rapport.

Le même contrat aide le logiciel : les tests unitaires peuvent figer Av égal à moins dix à partir de cent kiloohms sur dix kiloohms ; les applications de tutorat peuvent montrer le gain linéaire et la magnitude en décibels ; les aides de nomenclature peuvent normaliser des résistances saisies par l'utilisateur avant un croquis de schéma.

Conservez les deux résistances dans la même unité — ohms avec ohms, kiloohms avec kiloohms — car seul le rapport compte, et mélanger un kiloohm avec un ohm sans convertir est l'erreur silencieuse la plus fréquente. Les puces réelles ont encore un gain en boucle ouverte fini, un courant de polarisation d'entrée et un produit gain-bande passante, donc traitez ce résultat comme le premier pas idéal, puis vérifiez bande passante et stabilité à part. Un échec de validation ne consomme pas de solde, ce qui rend l'exploration peu coûteuse.

Associez le résultat à un outil de gain non inverseur lorsque la topologie est un plus Rf sur Rg, ou à un outil de gain en tension en dB lorsque vous avez déjà Vout et Vin plutôt que des résistances.