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Amplificateur opérationnel

Explorez six montages linéaires idéaux à AOP, calculez leur réponse en boucle fermée et vérifiez quand la sortie attendue dépasse les rails d’alimentation choisis.

Entrées du montage

Amplificateur inverseur

Réglez le gain avec une résistance d’entrée et une contre-réaction.

Référence et rails de sortie
Vue de circuit en direct

Montage sélectionné

Schéma IEC du montage d’amplificateur opérationnel sélectionné: Amplificateur inverseurVIN = 500 mVRIN10 kΩRF100 kΩ+−VREF = 0 µVVOUT−+A1

Équations idéales en boucle fermée

Av=−RFRINA_v=-\dfrac{R_F}{R_{IN}}
VOUT=VREF−RFRIN(VIN−VREF)V_{OUT}=V_{REF}-\dfrac{R_F}{R_{IN}}(V_{IN}-V_{REF})
Analyse en direct

Réponse linéaire attendue

Résultat idéal — rails non vérifiés
Sortie idéale-5 V
Gain en boucle fermée-10 V/V
Module du gain20 dB
Courant d’entrée50 µA
Impédance d’entrée10 kΩ
Simulateur de signal

Chronogramme VIN / VOUT

Appliquez un signal à une entrée sélectionnée ; les autres entrées conservent leur valeur continue saisie.

VINVOUT
Chronogramme interactif de l’entrée sélectionnée et de la sortie idéale de l’amplificateur opérationnel-6.4-3.203.26.40 ns750 µs1.5 ms2.25 ms3 msVtVINVOUT
Instant de sonde1.5 ms
VIN(t)0 µV
VOUT(t)-0 µV

Réponse dynamique idéaleLe chronogramme utilise un modèle idéal en boucle fermée. Il ne simule ni bande passante, ni slew rate, ni bruit, ni stabilité, ni limites de mode commun, ni écrêtage de sortie.

Guide de conception analogique

Dimensionner les montages fondamentaux à amplificateur opérationnel

Les montages inverseur, non-inverseur, suiveur, différentiel, intégrateur et sommateur utilisent la contre-réaction pour définir un gain ou une fonction de transfert. Cet outil relie les rapports de résistances et les constantes RC à la fonction analogique recherchée.

Méthode et hypothèses

Le calcul part d’un AOP idéal en régime linéaire : gain en boucle ouverte très élevé, courant d’entrée nul et contre-réaction négative. Les gains inverseur et non-inverseur dépendent des rapports de résistances ; le sommateur pondère chaque entrée, le différentiel exige des rapports appariés, et l’intégrateur relie R, C et la fréquence à la pente de réponse.

Entrées à vérifier

Montage et fonction visée

Choisissez le montage correspondant au signal à traiter. Définissez un gain signé pour l’inverseur, un gain positif pour le non-inverseur, les coefficients de chaque voie pour le sommateur, ou une constante de temps pour l’intégrateur.

Réseau de résistances et condensateur

Utilisez des valeurs réalistes et conservez les rapports importants. Le différentiel ne rejette correctement le mode commun que si ses rapports de résistances sont appariés ; pour l’intégrateur, vérifiez la valeur effective du condensateur et la constante RC obtenue.

Signaux, alimentation et charge

Confrontez les tensions d’entrée et de sortie attendues aux rails, à la plage de mode commun, au courant de sortie et à la charge. Le gain calculé reste inutilisable si l’AOP sature ou si sa bande passante et son slew rate ne suivent pas le signal.

Démarche recommandée

  1. 1Sélectionnez le montage, puis fixez le gain, la pondération ou la constante de temps nécessaire à votre fonction de transfert.
  2. 2Choisissez des valeurs normalisées tout en préservant les rapports de résistance ; pour un différentiel, utilisez des résistances appariées ou un réseau intégré lorsque le rejet de mode commun est important.
  3. 3Vérifiez enfin les marges de tension, la bande passante, la stabilité et les tolérances avec la fiche technique et le schéma complet avant de figer les valeurs.

Exemple vérifiable

Dans un inverseur avec Rin = 10 kΩ et Rf = 100 kΩ, le gain idéal vaut −Rf/Rin = −10. Une entrée de +0,20 V produit donc −2,0 V tant que les rails, la charge et les limites dynamiques de l’AOP le permettent.

Limites à garder en tête

Le modèle idéal ne couvre pas l’offset et les courants de polarisation d’entrée, le gain et la bande passante finis, le slew rate, le bruit, le CMRR, l’excursion réelle aux rails, la capacité de courant ni les problèmes de stabilité avec une charge capacitive. L’intégrateur réel exige souvent une résistance de fuite en parallèle du condensateur pour éviter la dérive et la saturation en continu.

Questions fréquentes

Pourquoi le montage différentiel demande-t-il des résistances appariées ?

La soustraction précise et le rejet du signal commun reposent sur l’égalité des rapports de résistances, pas seulement sur leurs valeurs nominales. Des tolérances indépendantes transforment une partie du mode commun en erreur de sortie ; un réseau de résistances appariées améliore généralement ce résultat.

Pourquoi un intégrateur dérive-t-il avec une entrée continue ?

Toute composante continue, y compris l’offset et les courants de polarisation, est intégrée jusqu’à ce que la sortie atteigne un rail. Une résistance en parallèle du condensateur limite le gain en continu et donne un intégrateur pratique, mais modifie la réponse aux très basses fréquences.

Références à consulter

  • Références de méthode : équations de contre-réaction des AOP, fiches techniques du composant choisi pour les plages d’entrée/sortie et notes d’application du fabricant pour la stabilité, le bruit et les montages intégrateurs ou différentiels.

Contenu pédagogique original, revu pour la clarté technique le 20 août 2026. Vérifiez toujours les fiches techniques, les normes applicables et votre conception avant mise sous tension ou fabrication.