Qual é a vantagem do circuito opamp inversor em relação ao não inversor?

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Os circuitos do amplificador operacional são projetados para obter um ganho específico, independentemente das diferenças entre os amplificadores operacionais individuais. Um circuito muito comum tem um ganho de -R2 / R1. Aqui está um esquema (corrigido):

esquemático op amp invertendo

Outra configuração comum tem um ganho de R2 / R1 + 1 e não é inversora:

esquemático não inversor

O que não vejo é por que diabos alguém usaria o inversor, exceto no caso estranho em que você realmente deseja inversão. O não inversor possui alta impedância de entrada sem um estágio extra de entrada e quase o mesmo ganho. Existe alguma vantagem para o primeiro exemplo?

Além disso, como o primeiro exemplo não possui alta impedância de entrada, pode ser necessária uma corrente significativa para o inversor. Portanto, muitas vezes um seguidor de fonte é colocado antes do amplificador. Para a segunda configuração, existe alguma razão pela qual um seguidor de origem seria necessário?

Dov
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No primeiro caso (inversão), como é um amplificador operacional de fornecimento único, não seria necessário ter um "campo virtual" de VCC / 2 alimentando a entrada +, caso contrário, a saída tentaria ficar negativa? (Eu sou um cara digital que ainda está aprendendo a usar amplificadores operacionais, então posso facilmente estar errado sobre isso).
precisa saber é o seguinte
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Você respondeu sua própria pergunta. Às vezes você quer um amplificador com baixa impedância de entrada. Por exemplo, se você estiver amplificando a corrente.

Respostas:

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A configuração inversora é capaz de obter ganhos menores que 1 e pode ser usada como misturador. Aqui está uma boa cartilha.

http://chrisgammell.com/2008/08/02/how-does-an-op-amp-work-part-1/

Eu não sei exatamente por que (alguém se sente à vontade para entrar), mas o fato de o feedback negativo manter o terminal de entrada negativo em 0v significa que o nó é um local adequado para somar correntes, viabilizando o circuito do misturador (embora invertendo) . Os amplificadores operacionais também são baratos e vêm em pacotes com mais de um, portanto, você geralmente pode inverter algo novamente se estiver "de cabeça para baixo"

user11311
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Um fator ainda não mencionado é que alguns amplificadores operacionais funcionam melhor quando a tensão de entrada no modo comum é mantida dentro de uma faixa estreita. É muito difícil projetar um amplificador operacional no qual o mesmo circuito lide com tensões em modo comum perto dos dois trilhos. Normalmente, um amplificador operacional não funcionará corretamente quando as entradas estiverem muito próximas de um dos trilhos, ou terá um conjunto de circuitos de entrada para uso quando as tensões estiverem próximas a um trilho, outro configurado para quando as tensões estiverem próximas à outra e circuitos para alternar automaticamente entre eles. Se os dois circuitos de entrada não forem perfeitamente compatíveis, a alternância entre eles pode atrapalhar a saída. Manter a tensão do modo comum em um valor fixo elimina esse problema.

supercat
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Ter uma tensão de modo comum variável cria distorção, por meio de mecanismos como modulação do comprimento do canal / efeito inicial no espelho atual, alimentando o par diferencial de entrada. Com grandes resistências de fonte, essa distorção pode ser bastante significativa.
Bitrex
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Em seu primeiro livro, Jim Williams formula a regra de Williams: "um princípio pouco conhecido de circuitos de precisão para amplificadores operacionais ... sempre invertido (exceto quando você não pode)".
markrages
@markrages: Eu gosto dessa regra. É comum usar amplificadores operacionais nos casos em que se deseja minimizar as correntes de entrada e, para aqueles que geralmente não possuem uma configuração inversora, mas se a entrada de alguém possuir características de resistência finitas conhecidas, esse é um bom sinal. use uma configuração invertida.
supercat
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@markrages: Curiosamente, o mesmo princípio também aparece em alguns outros campos. Por exemplo, o filme preto e branco padrão pode ser processado para produzir um positivo ou negativo, e filmes coloridos positivos e negativos estão disponíveis. Um positivo direto pode ser melhor que uma impressão feita de negativo, mas uma impressão feita de negativo é melhor que uma impressão positiva.
precisa
Embora existam vários casos em que a inversão não é ideal. Por exemplo, se a impedância da fonte for alta, você precisará usar resistores de valor potencialmente alto. Nesse caso, o ruído poderá ser maior que o necessário. Mesmo que a impedância da fonte não seja muito alta, geralmente você deseja minimizar as resistências em série. Especialmente para manter o ruído baixo nos circuitos de áudio. Se você estudar um circuito de áudio de baixo ruído realmente bom, normalmente encontrará uma resistência de série muito baixa ou mesmo nenhuma no caminho do sinal.
Squarewav
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De qualquer forma, inverter não é um problema. Podemos obter um sinal positivo apenas alterando a fiação. Além disso, acho que o uso de vários estágios de amplificador é bastante comum, e um número par de amplificadores inversores torna um amplificador não inversor maior.

A Wikipedia apresenta algumas desvantagens para a configuração não inversora: http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#Non-inverting_amplifier

Não acho que colocar um buffer na entrada da segunda configuração ofereça alguma vantagem.

Sarja
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O uso de feedback positivo geralmente faz com que a saída "escape" para o trilho positivo e depois permanece lá, travando basicamente o primeiro evento de tensão de saída positiva até que seja desligado. Isso é inútil ao tentar amplificar algum sinal de entrada variável.
JimmyB
Você poderia incluir as desvantagens declaradas na Wikipedia em sua resposta?
Dmitry Grigoryev
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Realmente, hoje em dia o humilde amplificador inversor quase não tem vantagens sobre o amplificador não inversor (excluindo a ausência de um erro de modo comum e, é claro, a inversão). Mas no passado, quando não havia amplificadores diferenciais, essa era a única maneira de fazer um amplificador com feedback negativo.

A configuração inversora generalizada com vários elementos E1 e E2 (resistores, capacitores, indutores, diodos, transistores, sensores, etc.) conectados no lugar de R1 e R2, é extremamente útil. Lá, o amplificador operacional remove a queda de tensão indesejada em E2 por uma tensão de saída equivalente, proporcionando condições ideais de carga (conexão curta) para E1 ... o amplificador operacional atua como um elemento com impedância negativa, neutralizando a impedância positiva de E2. Veja mais sobre esta técnica na história do wikibooks sobre compensação de tensão .

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Circuit fantasist
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