Calcular Vout desde un amplificador operacional

La respuesta a su pregunta es muy simple si conoce las expresiones de ganancia fundamentales para la respuesta inversa. amplificador opam no inversor: G (inv) = - Rf / R1 y G (non) = 1 + Rf / R1 . Tenga en cuenta que la ganancia no inversora G (no) se refiere a la no inv. terminal de entrada directamente. Por lo tanto, debemos, además, tener en cuenta el divisor de voltaje R2-R3.

Debido a que tiene dos señales de entrada al mismo tiempo, simplemente puede agregar ambas partes en la salida (principio de superposición). Como todos los resistores son iguales , llegamos al resultado:

Vout = G (no) V2 [R3 / (R2 + R3)] - G (inv) V1 = (1 + Rf / R1) V2 [R3 / (R2 + R3)] - V1 (Rf / R1) = V2-V1

Este circuito es un clásico difusor. La salida es V2-V1.

Una forma de analizar este circuito es pensar el efecto de cada entrada en la salida por separado. Comience conectando a tierra V2 y pensando en la respuesta de V1 a la salida. Con V2 conectado a tierra, la entrada + solo se mantiene en 0. Ahora tiene un simple amplificador de inversión con una ganancia de -1 desde V1 hasta Output.

Luego moler V1 y ver qué hace cambiar V2. Con V1 conectado a tierra, Rf y R1 forman un divisor de voltaje para crear un amplificador de ganancia positiva clásico desde la entrada + a la salida, con la ganancia de +2 en este caso. Ahora note que las dos resistencias en la entrada V2 forman un divisor de voltaje con una ganancia de 1/2. Esa ganancia de 1/2 del divisor de voltaje por la ganancia de 2 para el amperio hace una ganancia general de 1 desde V2 hasta la salida.

Así que tienes una ganancia de -1 desde V1 a Salida y +1 desde V2 a Salida. Al juntarlos, obtienes la respuesta general de Output = V2 - V1.

Para obtener crédito adicional, averigüe cómo cambiar la relación de los resistores para obtener un amplificador de diferencia con ganancia sin unidad, como 4 por ejemplo.

Este es un amplificador diferencial clásico como señala Olin con una salida igual a \ $ V_2-V_1 \ $.

Para analizar esto, los puntos clave que se deben recordar son que la corriente en las entradas de inversión y de no inversión es despreciable, por lo que se supone que es cero y un amplificador operacional con retroalimentación negativa intentará mantener estas entradas iguales.

La salida se puede calcular de la siguiente manera

$$ \ dfrac {\ dfrac {V_1} {R_1} + \ dfrac {V_ {out}} {R_f}} {\ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac {1} {R_f}} = \ dfrac {\ dfrac {V_2} {R_2}} {\ dfrac {1} {R_2} + \ dfrac {1} {R_3}} $$

Resolver para \ $ V_ {out} \ $ que, dado que todas las resistencias tienen el mismo valor, es simplemente \ $ V_ {out} = V_2-V_1. \ $

Para explicar la ecuación sobre el lado izquierdo es el voltaje en la entrada inversora y el lado derecho el voltaje en la entrada no inversora.

Considere un divisor potencial simple con voltajes aplicados en ambos extremos

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

$$ \ begin {align} \\ \ dfrac {V_1-V_x} {R_1} + \ dfrac {V_2-V_x} {R_2} & = 0 \\ \ dfrac {V_1} {R_1} + \ dfrac {V_2} {R_2} & = \ dfrac {V_x} {R_1} + \ dfrac {V_x} {R_2} \\ V_x & = \ dfrac {\ dfrac {V_1} {R_1} + \ dfrac {V_2} {R_2}} {\ dfrac {1} {R_1} + \ dfrac {1} {R_2}} \\ \ end {align} $$