Choisir le bon amplificateur opérationnel (en abrégé : ampli-op) pour votre projet DIY peut s'avérer complexe. La variété d'amplis-op est comparable au nombre d'étoiles dans le ciel et le nombre de spécifications dans les fiches techniques est parfois décourageant, alors comment choisir le bon ampli-op pour un projet spécifique ? Dans ce qui suit, je souhaite vous donner un aperçu des spécifications les plus importantes à vérifier dans la fiche technique. Ce petit guide s'adresse aux débutants en électronique qui souhaitent approfondir le sujet des amplificateurs opérationnels.
Qu'est-ce qu'un amplificateur opérationnel ?
Un amplificateur opérationnel est essentiellement un amplificateur différentiel à très haut gain (idéalement infini). Il possède une entrée non inverseuse et une entrée inverseuse, une sortie et, bien sûr, des broches pour l'alimentation. En utilisant une contre-réaction de la sortie vers l'une des entrées, vous pouvez réaliser de nombreux circuits différents, par exemple des amplificateurs inverseurs et non inverseurs (avec un gain fini), des intégrateurs, des différenciateurs, des filtres passe-bas et passe-haut, et bien plus encore. Pour en savoir plus sur les différents circuits, consultez le document de Texas Instruments "AN-20 Un guide d'application pour les amplis-op”.
Les spécifications les plus importantes de la fiche technique :
1. Tension d'alimentation
La spécification la plus importante à vérifier dans la fiche technique est la plage de tension d'alimentation. Vous la trouverez dans les conditions d'utilisation recommandées. Si votre tension d'alimentation est trop faible, votre ampli-op ne fonctionnera pas correctement ; si elle est trop élevée, vous risquez même de le détruire.
2. Plage de tension d'entrée en mode commun
Cette spécification est parfois oubliée. La plage de tension d'entrée en mode commun définit la plage de tension autorisée de vos entrées sans dysfonctionnement de l'ampli-op. Les amplis-op avec entrées rail-à-rail ont une plage de tension d'entrée en mode commun de V- < Vin < V+, d'autres peuvent inclure uniquement le rail positif, le rail négatif ou aucun des deux.
Exemple :
La plage de tension d'entrée en mode commun typique du TL072 inclut le rail positif et nécessite une marge de 3 volts par rapport au rail négatif :
V- + 3V < Vin < V+ →à une tension d'alimentation de 10V, votre plage de tension d'entrée est de 3V à 9V
Dans les conditions d'utilisation recommandées, TI ajoute une grande marge de sécurité :
V- + 4V < Vin < V+ – 4V →à une tension d'alimentation de 10V, votre plage de tension d'entrée n'est que de 4V à 6V.
Si vous souhaitez concevoir votre circuit correctement, vous devez utiliser la plage de tension indiquée dans les conditions d'utilisation recommandées (valeurs minimales). Cependant, si vous développez un objet unique, vous pouvez vous en sortir en utilisant les valeurs typiques en effectuant un tri parmi les amplis-op.
3. Impédance d'entrée
L'impédance d'entrée des amplis-op est particulièrement intéressante lorsque l'impédance de la source du signal est élevée, par exemple lors de l'utilisation de micros de guitare passifs. Si tel est le cas, vous voudrez peut-être choisir un ampli-op avec entrées JFET (l'impédance d'entrée pouvant atteindre 1000GΩ). Les amplis-op avec entrées bipolaires ont généralement des impédances d'entrée d'environ 10MΩ.
4. Bruit d'entrée équivalent et distorsion harmonique typique
Les amplis-op ne font pas qu'amplifier votre signal source, ils ajoutent aussi des harmoniques et du bruit. Le bruit d'entrée équivalent et la distorsion harmonique typique sont soit indiqués séparément, soit regroupés sous le terme THD+N.
Pour les applications audio, il est essentiel de choisir un ampli-op avec un faible niveau de bruit et de distorsion.
5. Courant d'alimentation
Si votre appareil fonctionne sur piles, il est important de surveiller le courant d'alimentation. Le courant d'alimentation, ou courant de repos, fournit des informations sur la consommation d'énergie de l'ampli-op sans charge.
Malheureusement, la règle veut que de faibles courants d'alimentation entraînent un bruit élevé. Vous voyez, choisir le bon composant est toujours un compromis – bienvenue dans le monde de l'électronique 😉
6. Impédance de sortie
L'impédance de sortie est importante si l'impédance de charge est faible, par exemple si vous souhaitez alimenter un casque ou une LED. L'impédance de sortie doit être beaucoup plus faible que l'impédance de charge, sinon il y aurait une chute de tension importante en sortie (pont diviseur entre l'impédance de sortie et l'impédance de charge). Si vous ne trouvez pas l'impédance de sortie dans votre fiche technique, le courant de sortie source vous donne des informations similaires.
Pour des informations détaillées sur les spécifications mentionnées ci-dessus et bien d'autres, je vous recommande de lire le document de TI "Comprendre les spécifications des amplificateurs opérationnels“.
Comment trouver le bon ampli-op ?
Personnellement, j'aime utiliser le site web de Texas Instruments, car je peux saisir les spécifications qui sont importantes pour moi et le site web me montre alors les amplis-op adaptés, avec une estimation du prix. Si vous souhaitez également inclure d'autres fabricants, un excellent moyen consiste à utiliser la fonction de recherche d'un grand distributeur, par exemple Mouser.
J'espère que ce petit guide vous sera utile. Si vous êtes guitariste, n'hésitez pas à jeter un œil aux produits sur ce site : Mon entreprise Songbird FX fabrique des pédales de guitare rechargeables via micro-USB de haute qualité.
