Inversão de buffer com amplificadores operacionais

Eu sei que é fácil criar um buffer de ganho de unidade com um amplificador operacional (como um seguidor de tensão):

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Eu também sei que é fácil fazer um tampão invertendo com um op-amp (um amplificador inversor com ):$R_1 = R_2$

^{simule este circuito}

No entanto, a precisão deste amplificador de inversão depende da precisão de e R 2 - se eles não estão estreitamente alinhados, a saída será um pouco diferente a partir de - V i n .$R_1$$R_2$$-V_{in}$

Existe uma maneira de fazer um buffer inversor com um amplificador operacional que não dependa da precisão desses resistores, como o seguidor de tensão? É uma idéia melhor obter resistores de maior precisão?

Não, não há como fazer um buffer inversor apenas com um amplificador operacional que não dependa dos valores do resistor. Você pode obter resistores com precisão e estabilidade muito finas (a um preço igualmente impressionante) ou redes com correspondência (em valor e em coeficiente de temperatura), onde a precisão absoluta pode não ser tão impressionante, mas a relação é rigidamente controlada.

Existe uma maneira de inverter um sinal sem resistores precisos - o chamado método de capacitor voador, mas é bastante complexo e os resistores são uma solução melhor para a maioria das situações, com precisão no nível de ppm.

Uma possibilidade Eles costumavam fazer alguns amplificadores operacionais especializados que apresentavam saídas diferenciais, positiva e negativa, provavelmente para gerar pares de linhas diferenciais. Eu nunca usei um e não me lembro dos números das peças. Mas suponho que se você conectasse a saída positiva como seguidora de tensão, a saída negativa seria igualmente negativa.

Observe que mesmo um arranjo de amplificador operacional seguidor de tensão não é perfeito. Existem especificações de ganho interno e pequenas compensações, embora pequenas, podem resultar em saídas que não são perfeitas para uma das entradas.

Adicionando à resposta de Nedd, os CIs de amplificador diferencial de ganho de unidade de precisão que você procura são do tipo INA105, DRV134, THAT1240 etc. Existem várias qualidades, marcas e fabricantes e, claro, uma faixa de preço variável. O circuito em questão seria o abaixo, da folha de dados do INA105.

A experiência prática muitas vezes se desvia do ideal de livros didáticos, particularmente no domínio analógico. Se você estiver usando resistores de boa qualidade do mesmo fabricante e do mesmo lote, a precisão entre resistores individuais é melhor do que a tolerância citada do valor nominal.

Se você deseja um ganho unitário de inversão de amplificador operacional na prática usando um dispositivo de uso geral como um LM324, basta calcular os valores do resistor para obter ganho calculado. G = -1.009 Por exemplo Rin = 218k, Rf=220k,. Isso lhe dará um ganho real medido G = -1com o seu voltímetro.

Nunca usei nada mais exótico do que um LM324; usei esta parte para fazer interface com sensores que exigem níveis de precisão de microvolt, sem problemas para produzir uma saída estável. Suas dificuldades começam a tentar estabilizar o conversor AD do seu microcontrolador.