Mode d'emploi
- Choisissez le Montage : inverseur, non inverseur, suiveur de tension, différentiel ou sommateur, ou Choisir les résistances pour un gain.
- Saisissez les cases de résistance utilisées par le montage, par exemple Résistance de contre-réaction Rf 10k et Résistance d'entrée R1 1k. Les autres cases sont ignorées.
- Saisissez la ou les tensions d'entrée. Lisez Gain et Tension de sortie Vout, puis ouvrez Calcul, étape par étape.
- Pour Choisir les résistances pour un gain, saisissez le Gain visé et le Montage pour le choix. Le tableau Couples de résistances les plus proches liste les couples E12 ou E24 les plus proches.
Les montages
Un ampli opérationnel à contre-réaction négative maintient ses deux entrées à la même tension. Dans le montage inverseur, l'entrée inverseuse est une masse virtuelle : le courant d'entrée traverse Rf, et le gain est le rapport des deux résistances.
Inverseur : Vout = −(Rf ÷ R1) × Vin
Non inverseur : Vout = (1 + Rf ÷ Rg) × Vin
Suiveur : Vout = Vin
Différentiel : Vout = ((Rf + R1) ÷ R1) × (Rg ÷ (Rg + R2)) × V2 − (Rf ÷ R1) × V1
gain Rf ÷ R1 quand R1 ÷ Rf = R2 ÷ Rg
Sommateur : Vout = −Rf × (V1 ÷ R1 + V2 ÷ R2 + V3 ÷ R3)- Le gain inverseur est négatif : la sortie est inversée, et sa valeur absolue peut être inférieure à 1. Le gain non inverseur n'est jamais inférieur à 1.
- Le suiveur a un gain exactement égal à 1 et une impédance d'entrée élevée : il isole une source de la charge qu'elle alimente.
Choisir des résistances normalisées
Les résistances existent en valeurs normalisées : la série E12 compte 12 valeurs par décade, et la série E24 en compte 24. Le rapport de deux valeurs normalisées donne un gain proche du gain visé ; le calculateur cherche le couple dont l'erreur est la plus petite.
Inverseur : Rf ÷ R1 = |G|
Non inverseur : Rf ÷ Rg = G − 1- Chaque valeur normalisée est la plus proche de sa série : le gain réel diffère donc du gain visé de quelques pour cent. Cet écart est l'erreur du tableau.
- Une résistance plus grande charge moins la sortie, mais une très grande ajoute du bruit et augmente l'erreur due au courant de polarisation. Une résistance de l'ordre du kilohm est un compromis courant.
Ce que le calculateur ne couvre pas
- Les limites de l'ampli-op : son gain et sa bande passante finis, la tension de décalage et le courant de polarisation, et la plage de sortie près des rails d'alimentation. Près des rails, la sortie sature et la formule ne s'applique plus.
- La réponse en fréquence : au-delà de la bande passante de l'ampli-op, le gain baisse ; ces formules ne donnent donc que le gain en continu ou en basse fréquence.
- La stabilité et les charges capacitives, qui peuvent faire osciller un montage.
Exemple : montage inverseur, Rf 10 kΩ, R1 1 kΩ, entrée 0,5 V
Le gain vaut G = −Rf ÷ R1 = −10 kΩ ÷ 1 kΩ = −10, soit 20 dB en valeur absolue.
La sortie vaut Vout = G × Vin = −10 × 0,5 V = −5 V. Le signe est inversé.
Pour un gain visé de 10 avec le montage inverseur, les couples 1 kΩ avec 10 kΩ et 10 kΩ avec 100 kΩ sont tous deux exacts en E24 : leur erreur est donc de 0 %.
Questions fréquentes
Pourquoi le gain inverseur a-t-il un signe moins ?
Le courant d'entrée traverse Rin puis Rf. La sortie doit faire circuler ce même courant dans l'autre sens, donc elle est de signe opposé à l'entrée.
Qu'est-ce qu'une masse virtuelle ?
Avec la contre-réaction négative, l'entrée inverseuse suit l'entrée non inverseuse. Quand cette dernière est reliée à la masse, l'entrée inverseuse est aussi à 0 V. Le courant entre par Rin sans passer dans l'ampli-op.
Pourquoi un gain non inverseur ne peut-il pas être inférieur à 1 ?
Le signal entre directement sur l'entrée non inverseuse, donc la sortie est au moins égale à l'entrée : Vout = (1 + Rf ÷ Rg) × Vin, et Rf ÷ Rg n'est jamais négatif. Le gain minimal est 1, c'est le suiveur.
Pourquoi le calculateur affiche-t-il une erreur pour les couples de résistances ?
Les couples utilisent des valeurs normalisées, qui vont par pas fixes. Peu de couples tombent exactement sur la cible : l'erreur montre donc l'écart entre le gain réel et le gain visé.
Que se passe-t-il si la sortie dépasserait l'alimentation ?
L'ampli-op sature : la sortie s'arrête près du rail d'alimentation et la formule ne s'applique plus. Vérifiez que la tension de sortie calculée se trouve dans la plage que l'ampli-op peut atteindre avec son alimentation.
Sources
- Wikipédia (en anglais) : Operational amplifier applications (inverseur, non inverseur, suiveur, différentiel et sommateur)
- Wikipédia (en anglais) : E series of preferred numbers (valeurs E12 et E24)
Chiffres et texte vérifiés pour la dernière fois le mardi 10 novembre 2026.