Subtraindo duas tensões usando um amplificador operacional


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Eu sou essencialmente um cara digital e estou acostumado a usar um comparador para comparar duas tensões e fornecer uma alta ou baixa dependendo de seus valores relativos.

Agora, em vez disso, quero subtrair uma voltagem da outra e ter a diferença disponível como saída.

Pisei no seguinte circuito, mas ele não parece funcionar corretamente:

insira a descrição da imagem aqui

Estou usando dois amplificadores operacionais como seguidores de tensão e alimentando-os nas entradas inversora e não inversora de outro amplificador. O chip quad op-amp (LM324) possui uma única fonte (9v).

EDIT: veja meu comentário para a resposta aceita - eu estava no caminho certo, mas tinha um pino dobrado em um dos pinos de saída.

Agora, como eu não tenho uma fonte negativa, então a saída não pode ficar negativa, o que eu realmente quero é que a saída seja enviesada em +2,5 volts, de modo que, se os dois potes estiverem no meio do caminho, a saída será de 2,5V, não zero. Em vez de adicionar o resistor do pino 12 ao terra, tentei colocar um resistor de 4,7 K da entrada não inversora (pino 12) em uma referência de 2,5 v, e isso parece adicionar o deslocamento que eu queria.

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Então agora parece fazer o que eu quero.


O circuito estirado não produz a diferença entre as duas tensões V3 - V5. Produz 2⋅V3 - V5. Você precisa do divisor no pino 12 para torná-los iguais. Quais são as tensões que você obtém pelas tensões aplicadas?
endolith

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Se você fixar o circuito como descrito abaixo, você terá sucesso em criar um amplificador de instrumentação com um ganho de 1.
Mike DeSimone

@davidcary, então usei meu iPhone para tirar uma foto dele, para que eu pudesse publicá-lo Depois de fazer minha edição, com o circuito modificado, em vez de desenhar um novo (já que eu não tinha mais o original), usei copiar e colar Pinte para adicionar o resistor de deslocamento descendo para 2,5v.
Tcrosley 22/05/12

Respostas:


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Isso deve funcionar, mas geralmente há também um resistor da entrada não inversora para o terra:

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R4R2=R3R1

VOvocêT=R3R1×(VEuN+-VEuN-)

Para minimizar o erro de deslocamento, ambas as entradas precisam ver a mesma impedância e, portanto, R1=R2 e R3=R4.
A omissão de R4 fornecerá apenas um fator de escala para a tensão na entrada não inversora, a saber:

VOvocêT=2×VEuN+-VEuN-

mas alterar a configuração do medidor de potenciômetro inferior definitivamente deve ter um resultado na saída. Você mediu as tensões nas duas entradas?

O que acontece se você definir a tensão mais baixa para 2,5V e a alta para 1V? A entrada inversora também deve ser de 2,5V e a saída de 4V. O que você mede?

Nota: especialmente o seguidor de tensão mais baixa não é necessário na sua versão; a corrente de entrada do opamp é baixa o suficiente para ser insignificante para a maioria dos usos e, a propósito, você está conectando o limpador do medidor de potenciômetro a exatamente a mesma entrada!


Outras leituras
diferencial amplificador tutorial (local interessante geral!)


Vou tentar sua sugestão hoje à noite. Consegui medir a mudança de tensão na saída do VF inferior (pino 1), mas a entrada do amplificador operacional final (pino 12), ou seja, o outro lado do resistor de 4,7 K não mudou. Verifiquei minha fiação duas vezes porque achei estranho. O motivo pelo qual usei os seguidores de tensão foi que talvez fosse melhor ter uma carga idêntica nas entradas do amplificador diferencial, independentemente das configurações do potenciômetro.
precisa saber é o seguinte

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Tentei brincar um pouco mais, sem sucesso. Finalmente, decidi que talvez devesse trocar amplificadores operacionais, apenas por precaução. Quando puxei o chip, o pino 14 estava dobrado sob o chip e não estava em contato com a tábua de pão; portanto, estava apenas medindo a tensão de entrada invertida, não a saída! Com o resistor no terra, ele está funcionando como descrito acima. E com o R4 conectado a 2.5v, recebo um deslocamento de 2.5v na saída, conforme desejado.
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