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

Question

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

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

Lo que no veo es por qué diablos alguien utilizaría el de inversión, salvo en el caso de impar, en el que realmente se quiere la inversión. El no inversor tiene una alta impedancia de entrada sin una etapa de entrada extra, y casi la misma ganancia. ¿Hay alguna ventaja en el primer ejemplo?

Además, como el primer ejemplo no tiene una alta impedancia de entrada, puede requerir una corriente importante para su accionamiento. Por lo tanto, a menudo se coloca un seguidor de fuente antes del amplificador. Para la segunda configuración, ¿hay alguna razón por la que sea necesario un seguidor de fuente?

Answer 1

La configuración inversora es capaz de obtener ganancias inferiores a 1, y puede utilizarse como mezclador. Aquí hay un buen manual.

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

No sé exactamente por qué (que alguien se sienta libre de opinar), pero el hecho de que la retroalimentación negativa mantenga el terminal de entrada negativo a 0v significa que ese nodo es un lugar adecuado para sumar corrientes, haciendo que el circuito mezclador sea viable (aunque invertido). Los op amps también son baratos y vienen en paquetes con más de uno, por lo que normalmente puedes volver a invertir algo si está "al revés"

Answer 2

Un factor que aún no se ha mencionado es que algunos amplificadores operacionales funcionan mejor cuando la tensión de entrada en modo común se mantiene dentro de un rango estrecho. Es muy difícil diseñar un amplificador óptico en el que el mismo circuito maneje tensiones de modo común cerca de ambos carriles. Normalmente, un amplificador operacional no funcionará correctamente cuando las entradas estén demasiado cerca de uno de los raíles, o bien tendrá un conjunto de circuitos de entrada para usar cuando los voltajes estén cerca de un raíl, otro conjunto para cuando los voltajes estén cerca del otro, y circuitos para cambiar automáticamente entre ellos. Si los dos circuitos de entrada no están perfectamente adaptados, la conmutación entre ellos puede perturbar la salida. Mantener la tensión de modo común en un valor fijo elimina este problema.

Answer 3

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

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

No creo que colocar un buffer en la entrada de la segunda configuración aporte ninguna ventaja.

Answer 4

Realmente, hoy en día el humilde amplificador inversor no tiene casi ninguna ventaja 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, ésta era la única manera de hacer un amplificador con retroalimentación negativa.

La configuración inversora 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 op-amp elimina la caída de tensión no deseada a través de E2 por una tensión de salida equivalente proporcionando así condiciones de carga ideales (conexión corta) para E1... el op-amp actúa como un elemento con impedancia negativa neutralizando la impedancia positiva de E2. Ver más sobre esta técnica en mi historia de wikibooks de Compensación de tensión .