Cómo restar y amplificar señales

Un enfoque es utilizar un amplificador de instrumentación .

Si, por ejemplo, establece R2, R3 = 10.0K y R1 = 100K, entonces Rgain = 238.7 ohms

Hay algunas ventajas de esto sobre un amplificador diferencial de un solo amplificador y algunas desventajas (como requerir dos amplificadores operacionales más). La mejor opción dependerá de requisitos como el rango de modo común requerido y la relación de rechazo de modo común.

Edit: Scott S. levantó el punto de CMRR ... para ilustrar la mejora de tener la ganancia antes de la eliminación del voltaje de modo común, mostraré dos simulaciones. Ambos están con LM324s (porque son de mala calidad) y resistencias matemáticamente perfectas (100K + 119.35 ohms para el amplificador diferencial y como se mencionó anteriormente para el amplificador in). +/- 15V suministros, la señal diferencial es 1mV / 50Hz. En ambos, la traza roja es la salida del amplificador de instrumentación y la traza verde es la salida del amplificador diferencial simple.

Salida:

Lamejoraenlacompensaciónde160mVparaelamplificadordeentradanoesreal,sedebeaquelacompensaciónsecomparaentrelosamplificadoresoperacionales,yestonoseráloesperado.Peropuedesverquelassalidassonmuysimilares.

Ahoraagregueunvoltajedemodocomúnde8Vcon3V@200Hzsuperpuestos:

El desplazamiento de CA y CC en modo común se muestra en el amplificador diferencial y no se ve en la configuración del amplificador.

Es importante darse cuenta de que la sensibilidad de CMRR a coincidencia de resistencias en la configuración del amplificador es de casi 3 órdenes de magnitud mejorada con respecto a un amplificador diferencial simple. Esto se debe a que se produce una ganancia muy sustancial antes de que se reste la señal de modo común. En el caso degenerado, a medida que Rgain aumenta hasta el infinito, solo hay un par de búferes frente a un amplificador diferencial y no se obtiene la mejora.

Esto se puede hacer con bastante facilidad. Como mínimo, puedes usar un lápiz en un pedazo de papel.

Hoy en día, hay una gran cantidad de programas de computadora para dibujar esquemas, algunos de ellos gratuitos. Hay un editor de esquemas incorporado en este sitio, por ejemplo. Luego hay programas más grandes como Eagle, Kicad, etc., que son gratuitos o tienen versiones gratuitas para usos limitados.

La ventaja de usar software para dibujar el esquema es que el resultado es mejor (si se hace correctamente), y luego se puede usar directamente para el diseño y tal vez para la simulación. Sin embargo, toma algún tiempo aprender el software.

Para dibujar cualquier esquema, no solo la función que solicitas, tienes que averiguar el circuito que quieres que represente el esquema. Sin embargo, no se trata de eso de lo que se trata tu pregunta, por lo que no tiene sentido desarrollar eso.