Вычитание двух напряжений с использованием операционного усилителя

По сути, я цифровой парень, и я привык использовать компаратор для сравнения двух напряжений и получения высокого или низкого значения в зависимости от их относительных значений.

Теперь вместо этого я хочу вычесть одно напряжение из другого, и сделать разницу доступной в качестве выхода.

Я установил следующую схему, но она, кажется, не работает правильно:

введите описание изображения здесь

Я использую два операционных усилителя в качестве усилителей напряжения и подаю их на инвертирующий и неинвертирующий входы другого усилителя. Чип четырехъядерного операционного усилителя (LM324) имеет один источник питания (9 В).

РЕДАКТИРОВАТЬ: см. Мой комментарий к принятому ответу - я был на правильном пути, но согнутый контакт на одном из выходных контактов.

Теперь, поскольку у меня нет отрицательного напряжения, поэтому выход не может стать отрицательным, я действительно хочу, чтобы выход был смещен на +2,5 В, так что, если оба банка установлены на полпути, выход будет 2,5 В, а не нуль. Вместо добавления резистора от контакта 12 к земле, я попытался положить 4.7K резистор с неинвертирующим входом (контакт 12) с опорным 2,5В, и это, кажется, чтобы добавить в смещение Я хотел.

введите описание изображения здесь

Так что теперь, кажется, делать то, что я хочу.

operational-amplifier tcrosley
источник

Нарисованная схема не дает разности между двумя напряжениями V3 - V5. Он производит 2⋅V3 - V5. Вам нужен делитель на выводе 12, чтобы сделать их равными. Какие напряжения вы получаете за напряжения, которые вы вводите?

эндолит

Если вы исправите схему, как описано ниже, вам удастся создать инструментальный усилитель с коэффициентом усиления 1.

Майк ДеСимон

@davidcary, затем я использовал свой iPhone, чтобы сфотографировать его, чтобы я мог опубликовать его. После того как я сделал свое редактирование с измененной схемой, а не рисовал новую (так как у меня больше не было оригинала), я использовал копирование и вставку в Краска, чтобы добавить смещение резистора до 2,5В.

tcrosley

Ответы:

Это должно работать, но обычно есть также резистор от неинвертирующего входа к земле:

введите описание изображения здесь

$\dfrac{R4}{R2} = \dfrac{R3}{R1}$

$V_{OUT} = \dfrac{R_{3}}{R_{1}} \times (V_{IN+} - V_{IN-})$

$R1 = R2$ $R3 = R4$

$V_{OUT} = 2 \times V_{IN+} - V_{IN-}$

но изменение настройки для нижнего измерителя громкости обязательно должно привести к результату. Вы измеряли напряжение на обоих входах?

Что произойдет, если вы установите нижнее напряжение на 2,5 В, а верхнее на 1 В? Вход инверсии также должен быть 2,5 В, а выход 4 В. Что вы измеряете?

Примечание: особенно нижний повторитель напряжения не требуется в вашей версии; входной ток операционного усилителя достаточно низок, чтобы его можно было пренебречь для большинства применений, и, кстати, вы подключаете стеклоочиститель потметера к точно такому же входу!

Дальнейшее чтение
учебника по дифференциальному усилителю (интересный сайт в целом!)

stevenvh
источник

Я попробую ваше предложение сегодня вечером. Я смог измерить изменение напряжения на выходе нижнего VF (вывод 1), но вход на заключительный операционный усилитель (вывод 12), т.е. на другой стороне резистора 4,7К, не изменился. Я дважды проверил свою проводку, потому что я думал, что это было странно. Причина, по которой я использовал последователи напряжения, заключалась в том, что я подумал, что, возможно, было бы лучше иметь одинаковую нагрузку на входах дифференциального усилителя независимо от настроек банка.

tcrosley

Я попытался поиграть с этим еще немного, но безуспешно. В конце концов я решил, что мне следует переключить операционные усилители, на всякий случай. Когда я вытащил чип, оказалось, что контакт 14 согнут под чипом и не соприкасался с макетом, поэтому я просто измерял инвертированное входное напряжение, а не выход! Теперь, когда резистор заземлен, он работает, как описано выше. И с R4, подключенным к 2,5 В, я получаю смещение 2,5 В на выходе по желанию.

tcrosley