¿Cuál es la ventaja del circuito inversor opamp sobre el no inversor?

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Los circuitos de amplificador operacional están diseñados para lograr una ganancia específica independientemente de las diferencias entre amplificadores operacionales individuales. Un circuito muy común tiene una ganancia de -R2 / R1. Aquí hay un esquema (corregido):

esquema de amplificador operacional inversor

Otra configuración común tiene una ganancia de R2 / R1 + 1 y no es inversora:

esquema no inversor

Lo que no puedo ver es por qué en la tierra cualquiera usaría el inversor, a excepción del caso extraño en el que realmente desea la inversión. El no inversor tiene una alta impedancia de entrada sin una etapa de entrada adicional y casi la misma ganancia. ¿Hay alguna ventaja en el primer ejemplo?

Además, dado que el primer ejemplo no tiene una alta impedancia de entrada, puede tomar una corriente significativa para conducir. Entonces, a menudo se coloca un seguidor fuente antes del amplificador. Para la segunda configuración, ¿hay alguna razón por la cual un seguidor de origen sea necesario?

operational-amplifier

— Dov
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En el primer caso (inversión), dado que es un amplificador operacional de un solo suministro, ¿no sería necesario tener una "tierra virtual" de VCC / 2 alimentando a la entrada +, de lo contrario la salida intentaría ser negativa? (Soy un chico digital que todavía estoy aprendiendo a usar amplificadores operacionales, así que podría estar equivocado sobre esto).

— tcrosley

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Has respondido tu propia pregunta. A veces quieres un amplificador con baja impedancia de entrada. Por ejemplo, si estás amplificando corriente.

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La configuración de inversión es capaz de ganar menos de 1, y puede usarse como mezclador. Aquí hay una buena cartilla.

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

No sé exactamente por qué (cualquiera se siente libre de intervenir), pero el hecho de que la retroalimentación negativa mantenga el terminal de entrada negativo a 0v significa que el nodo es un lugar adecuado para sumar corrientes, haciendo viable el circuito mezclador (aunque invertido) . Los amplificadores operacionales también son baratos y vienen en paquetes con más de uno, por lo que generalmente puede invertir algo nuevamente si está "al revés"

— usuario11311
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Un factor aún no mencionado es que algunos amplificadores operacionales funcionan mejor cuando el voltaje de entrada de modo común se mantiene dentro de un rango estrecho. Es muy difícil diseñar un amplificador operacional en el que el mismo circuito maneja voltajes de modo común cerca de ambos rieles. Por lo general, un amplificador operacional no funcionará correctamente cuando las entradas estén demasiado cerca de uno de los rieles, o bien tendrá un conjunto de circuitos de entrada para usar cuando los voltajes estén cerca de un riel, otro para cuando los voltajes estén cerca del otro , y circuitos para cambiar automáticamente entre ellos. Si los dos circuitos de entrada no coinciden perfectamente, cambiar entre ellos puede perturbar la salida. Mantener el voltaje de modo común en un valor fijo elimina este problema.

— Super gato
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Tener un voltaje de modo común variable crea distorsión, a través de mecanismos como la modulación de longitud del canal / efecto temprano en el espejo actual que alimenta el par diferencial de entrada. Con grandes resistencias de fuente, esta distorsión puede ser bastante significativa.

— Bitrex

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En su primer libro, Jim Williams formula la regla de Williams: "un principio poco conocido de circuitos de amplificadores operacionales de precisión ... siempre invertido (excepto cuando no se puede)".

— markrages

@markrages: me gusta esa regla. Es común usar amplificadores operacionales en los casos en que uno quiere minimizar las corrientes de entrada, y para aquellos una configuración no inversora suele ser el camino a seguir, pero si la entrada va a tener características de resistencia finita conocidas, es una buena señal de que uno debería use una configuración de inversión.

— supercat

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@markrages: Curiosamente, el mismo principio aparece en algunos otros campos también. Por ejemplo, la película en blanco y negro estándar puede procesarse para producir un positivo o negativo, y hay disponibles películas en color positivas y negativas. Un positivo directo puede ser mejor que una impresión hecha de un negativo, pero una impresión hecha de un negativo es mejor que uno hecho de un positivo.

— supercat

Aunque hay varios casos en los que invertir no es lo ideal. Por ejemplo, si la impedancia de su fuente es alta, tendría que usar resistencias de alto valor potencial, en cuyo caso el ruido podría ser mayor de lo necesario. Incluso si la impedancia de la fuente no es terriblemente alta, generalmente desea minimizar las resistencias en serie. Particularmente para mantener el ruido bajo en los circuitos de audio. Si estudia un circuito de audio de bajo ruido realmente bueno, generalmente encontrará una resistencia en serie muy baja o incluso nula en la ruta de la señal.

— squarewav

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En cualquier caso, invertir no es un problema. Podemos obtener una señal positiva simplemente cambiando el cableado. Además, creo que usar varias etapas de amplificador es bastante común, y un número par de amplificadores inversores hacen que uno más grande no sea inversor.

Wikipedia ofrece algunas desventajas para la configuración no inversora: http://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier_applications#Non-inverting_amplifier

No creo que colocar un búfer en la entrada de la segunda configuración proporcione alguna ventaja.

— Sarga
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El uso de retroalimentación positiva generalmente hará que la salida "se escape" hacia el riel positivo y luego permanezca allí, básicamente bloqueando el primer evento de voltaje de salida positivo hasta que se apague. Esto no sirve de nada cuando se trata de amplificar alguna señal de entrada variable.

— JimmyB

¿Podría incluir las desventajas establecidas en Wikipedia en su respuesta?

— Dmitry Grigoryev

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Realmente, hoy en día el humilde amplificador inversor casi no tiene ventajas sobre el amplificador no inversor (excluyendo la ausencia de un error de modo común y, por supuesto, la inversión). Pero en el pasado, cuando no había amplificadores diferenciales, esta era la única forma de hacer un amplificador con retroalimentación negativa.

La configuración de inversión generalizada con varios elementos E1 y E2 (resistencias, condensadores, inductores, diodos, transistores, sensores, etc.) conectados en el lugar de R1 y R2, es extremadamente útil. Allí, el amplificador operacional elimina la caída de voltaje no deseada a través de E2 por un voltaje de salida equivalente, proporcionando así condiciones de carga ideales (conexión corta) para E1 ... el amplificador operacional actúa como un elemento con impedancia negativa que neutraliza la impedancia positiva de E2. Vea más sobre esta técnica en mi historia de wikilibros de compensación de voltaje .

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— Circuito fantasioso
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