Что лучше, один инвертор или буфер + инвертор?

Быстрый ответ - ни то, ни другое.

Во-первых, ваш входной резистор 20k слишком мал. Если вы подсчитаете рассеиваемую мощность, то обнаружите, что она рассеивается примерно на 1 1/4 Вт. Устройство на 100k, 1/2 ватта было бы намного лучше.

Во-вторых, вашей инвертирующей схеме не нужен входной резистор на 500 Ом, который явно является пережитком вашей неинвертирующей схемы.

В-третьих, инвертирующая часть вашего буфера/усилителя должна использовать более крупные резисторы. Это не абсолютное возражение, так как большинство операционных усилителей обеспечивают необходимые 8 мА или около того, но схема будет работать так же хорошо с резисторами 10 кОм и потреблять меньше энергии. Это также позволит использовать конденсаторы меньшего размера для фильтрации.

При этом явного победителя нет. Одиночный инвертор, очевидно, более надежен, поскольку в нем меньше компонентов, но это не единственное соображение. Как подается входное напряжение и в какой шумовой среде вы работаете? Если схема может работать при включенном питании, но не при физическом подключении к источнику питания, а также при наличии горячего соединения, лучше использовать буфер/инвертор, поскольку аналогово-цифровой вход всегда будет находиться в диапазоне от 0 до 3,9 вольт. При отключенном входе инвертор будет плавать, реагируя на статические заряды и фазу луны. Конфигурация буфера также будет более корректно реагировать на процесс подключения.

Любую конфигурацию можно сделать устойчивой к электромагнитным помехам следующим образом.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Однако посмотрите на компромиссы. Буферный конденсатор должен быть большим, так как в частотной характеристике преобладает малое значение R2, но напряжение на нем составляет всего 4 вольта. Конденсатор инвертора может быть намного меньше, так как он работает с большими входными резисторами, но он также видит 80 вольт, и поэтому должен быть блок с гораздо более высоким напряжением. Обратите внимание, что для высокочастотных (например, РЧ) входов инвертор не может использовать конденсатор обратной связи для управления шумом, поскольку любой шум выше частотной характеристики операционного усилителя не будет ослаблен.

Наконец, поскольку вы взаимодействуете с высоким напряжением, вам следует учитывать встроенную защиту, обеспечиваемую буфером/усилителем. Если что-то пойдет не так, у вас есть два возможных устройства, которые могут (если вам повезет) обеспечить некоторую защиту вашего аналого-цифрового преобразователя и процессора, к которому он подключен, а не одно. Вряд ли это гарантировано, но об этом стоит подумать. Говорю как человек, который давным-давно имел модемное соединение по телефонной линии с помощью внешнего модема. В телефонную линию ударила молния, модем разрушился, но ПК уцелел. Неясно, справился бы ли встроенный модем так же хорошо.

Так что в целом явного победителя нет. Все зависит от ваших приоритетов.