Buffer inversor con op-amps

Question

Sé que es fácil hacer un buffer de ganancia unitaria con un op-amp (como seguidor de tensión):

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

También sé que es fácil hacer un buffer inversor con un op-amp (un amplificador inversor con \$R_1 = R_2\$ ):

simular este circuito

Sin embargo, la precisión de este amplificador inversor depende de la precisión de \$R_1\$ y \$R_2\$ - si no están estrechamente emparejados, la salida será un poco diferente de \$-V_{in}\$ .

¿Hay alguna forma de hacer un buffer inversor con un op-amp que no dependa de la precisión de estas resistencias, como el seguidor de tensión? ¿Es una mejor idea conseguir resistencias de mayor precisión?

Answer 1

No, no hay manera de hacer un buffer inversor con sólo un op-amp que no dependa de los valores de las resistencias. Puedes conseguir resistencias con una precisión y una estabilidad muy finas (a un precio igualmente impresionante) o puedes conseguir redes con valores emparejados (en valor y en coeficiente de temperatura) donde la precisión absoluta puede no ser tan impresionante pero la relación está muy controlada.

Existe una forma de invertir una señal sin resistencias precisas, el llamado método del condensador volante, pero es bastante complejo y las resistencias son una mejor solución para la mayoría de las situaciones hasta el nivel de precisión de las ppm.

Answer 2

Una posibilidad. Solían hacer algunos op-amps especializados que tenían salidas diferenciales, una positiva y una negativa, probablemente para conducir pares de líneas diferenciales. Nunca he usado uno y no recuerdo los números de parte. Pero supongo que si conectas la salida positiva como un seguidor de voltaje, la salida negativa será igualmente negativa.

Tenga en cuenta que incluso una disposición de op-amp de seguidor de tensión no es perfecta. Hay especificaciones internas de ganancia y pequeñas desviaciones, aunque pequeñas, pueden resultar en salidas que no son perfectas a una de las entradas.

Answer 3

Además de la respuesta de Nedd, los circuitos integrados diferenciales de ganancia unitaria de precisión que buscas son del tipo INA105, DRV134, THAT1240, etc. Hay varias calidades, marcas y fabricantes y, por supuesto, un rango de precios variable. El circuito en cuestión sería el siguiente, de la hoja de datos del INA105.

Answer 4

La experiencia práctica suele desviarse del ideal de los libros de texto, sobre todo en el ámbito analógico. Si utilizas resistencias de buena calidad del mismo fabricante y del mismo lote, la precisión entre resistencias individuales es mejor que la tolerancia citada del valor nominal.

Si quieres un amplificador inversor de ganancia unitaria en la práctica utilizando un dispositivo de propósito general como un LM324, sólo tienes que calcular los valores de las resistencias para obtener la ganancia calculada G = -1.009 Por ejemplo, Rin = 218k, Rf=220k . Esto le dará una ganancia real medida de G = -1 con su voltímetro.

Nunca he utilizado nada más exótico que un LM324, he utilizado esta parte para la interfaz de los sensores que requieren niveles de microvoltios de precisión sin problemas haciendo una salida estable. Sus dificultades comienzan tratando de conseguir el convertidor AD de su microcontrolador estable.

Answer 5

Dos amplificadores de inversión servirían, pero este contertulio: hay que usar dos. Dado que los amplificadores operacionales están disponibles en paquetes dobles o cuádruples, no es un problema en la mayoría de las aplicaciones.