fonction d'inversion

Une fonction d'inversion est un circuit électronique qui inverse la polarité ou la phase d'un signal d'entrée. En logique numérique, elle convertit un signal haut (généralement 5 V ou 3,3 V) en bas, et un signal bas en haut. Dans les circuits analogiques, elle décale la phase de 180 degrés : une tension positive devient négative et vice versa. L'inverseur le plus simple est un transistor unique ou une porte logique (la porte NON), mais le comportement d'inversion apparaît également comme un effet secondaire dans les amplificateurs, les transformateurs et les configurations d'amplificateurs opérationnels.

Dans les applications numériques, l'inverseur est le bloc de construction fondamental. Une puce inverseuse standard de la série 74 contient six portes NON indépendantes, chacune acceptant une entrée et produisant son opposé logique. Le temps de réponse est généralement de l'ordre de la nanoseconde. Ces portes constituent la base de circuits logiques plus complexes : les portes NAND, les portes NOR et chaque circuit logique combinatoire utilise finalement l'inversion quelque part dans sa conception.

Utilisation en analogique et avec les amplificateurs opérationnels

Les circuits inverseurs analogiques sont le plus souvent construits avec des amplificateurs opérationnels. Un amplificateur opérationnel configuré avec son signal d'entrée alimenté à la borne inverseuse (l'entrée négative) et la borne non inverseuse mise à la masse amplifiera et inversera le signal simultanément. Le gain dépend du rapport de la résistance de rétroaction à la résistance d'entrée : un gain de 10 signifie que la sortie est 10 fois plus grande en magnitude et de polarité opposée. Cette configuration est appelée amplificateur inverseur et est l'une des deux principales topologies d'amplificateurs opérationnels dans les instruments et l'audio.

Les transformateurs inverseurs (transformateurs 1:1 avec polarité d'enroulement secondaire inversée) étaient autrefois courants dans la distribution de signaux analogiques, bien qu'ils soient moins fréquemment spécifiés maintenant. L'inversion de phase se produit également naturellement dans le couplage par transformateur lorsque l'enroulement secondaire est enroulé dans la direction opposée au primaire, ce qui peut être délibéré pour certaines applications comme les amplificateurs de puissance push-pull où deux canaux doivent piloter une polarité opposée.

Des problèmes surviennent lorsque le comportement d'inversion est involontaire. Une simple inversion de câble ou un transformateur mal câblé peut inverser un canal dans un système audio stéréo, provoquant une annulation de phase si les deux canaux sont ensuite additionnés. Dans les systèmes de contrôle, un signal de rétroaction inversé rendra le système instable, le faisant fonctionner à fond dans la mauvaise direction. Les équipements de test (oscilloscopes, générateurs de fonctions) fournissent généralement un bouton d'inversion de polarité précisément parce que les relations de phase sont importantes dans la mesure et le dépannage.