Electricidad y electrónica
Calculadora de amplificador sumador y diferencial
Calcula sumas ponderadas o diferencias de tensión, elige resistencias emparejadas y comprueba los límites de salida.
Tus datos
Tus resultados
- Tensión de salida ideal
- —
- Estimación de salida limitada
- —
- G1 · V1 → Vout
- —
- G2 · V2 → Vout
- —
- Ganancia de modo común
- —
—Comparar sumas ponderadas y salidas de amplificadores diferenciales
Calcule una suma inversora ideal de varias tensiones o un amplificador diferencial de dos entradas. Incluya una tensión de referencia, examine la ganancia de cada entrada y aplique límites de salida de forma opcional. El modo diferencial también muestra la ganancia de modo común y si las relaciones nominales entre resistencias coinciden. El cálculo es un modelo ideal estático; excluye la tolerancia de las resistencias, el offset del amplificador, el ancho de banda finito, las restricciones del intervalo de entrada y la excursión de salida dependiente de la carga.
Paso a paso
- Elija el modo sumador o diferencial. Introduzca las tensiones de entrada y la tensión de referencia en V. El modo sumador admite de 2 a 4 entradas, cada una con su propia resistencia; el modo diferencial usa exactamente 2 entradas y las cuatro resistencias mostradas en su diagrama.
- Introduzca los valores de resistencia en kΩ. En modo sumador, elija la resistencia de realimentación Rf. En modo diferencial, introduzca de R1 a R4, o elija una ganancia objetivo y la serie E12, E24 o E96 antes de aplicar una pareja de resistencias con relaciones nominales coincidentes.
- Revise la salida ideal y las ganancias individuales. Si los límites de salida están activados, introduzca un límite inferior menor que el superior y compare la salida limitada con la ideal. En modo diferencial, examine también la ganancia de modo común y el mensaje sobre la coincidencia de relaciones.
Ajustes y límites
- Pesos de suma y referencia
- Cada entrada del sumador tiene un peso de −Rf / Ri. La salida es Vref − Σ[Rf/Ri × (Vi − Vref)], de modo que cambiar la referencia afecta a toda la expresión. Las resistencias de entrada iguales dan pesos iguales; los valores diferentes permiten escalar las entradas de forma independiente. Solo participa el número seleccionado de filas de entrada.
- Relaciones diferenciales y coincidencia
- Cuando R2/R1 = R4/R3, la salida ideal es Vref + (R2/R1) × (V2 − V1). Las relaciones desiguales cambian la ganancia de la entrada positiva y dejan una ganancia de modo común distinta de cero. La coincidencia de las relaciones nominales no cuantifica el rechazo real del modo común cuando existen tolerancias de las resistencias y errores del amplificador.
- Parejas de valores preferidos y límites de salida
- La búsqueda de parejas examina valores preferidos cercanos a la escala de R1 introducida y establece la misma pareja nominal en ambas ramas. Su ganancia redondeada puede no alcanzar el objetivo. Los límites de salida son valores proporcionados por usted, no límites derivados de los rieles de alimentación; la herramienta limita la salida ideal sin modelar la recuperación tras una sobrecarga.
Ejemplo resuelto
Para el sumador, use 2 entradas: V1 = 1 V a través de 10 kΩ y V2 = 2 V a través de 20 kΩ, con Rf = 10 kΩ y Vref = 0 V. Los pesos son −1 y −0.5, lo que da una salida ideal de −2 V. Active límites de −1.5 V y 3.3 V para obtener una salida limitada de −1.5 V.
| Σ / Δ | G1 | G2 | Vout,ideal | Vout | GCM |
|---|---|---|---|---|---|
| Σ | −1 | −0.5 | −2 V | −1.5 V | — |
| Δ | −2 | 2 | 2 V | 2 V | 0 V/V |
| Δ; R4 = 22 kΩ | −2 | 2.0625 | 2.125 V | 2.125 V | 0.0625 V/V |
Para el modo diferencial, mantenga V1 = 1 V, V2 = 2 V y Vref = 0 V. Establezca R1 = R3 = 10 kΩ y R2 = R4 = 20 kΩ. La salida es 2 V y la ganancia de modo común es 0. Cambiar solo R4 a 22 kΩ da una salida de 2.125 V y una ganancia de modo común de 0.0625 V/V, lo que ilustra cómo las relaciones desiguales alteran el resultado.
Preguntas y solución de problemas
¿Por qué la salida sumada es negativa?
Este es un circuito sumador inversor. Con una referencia nula, las entradas positivas aportan términos ponderados negativos. Una implementación física con una sola alimentación necesita una referencia y un intervalo de salida adecuados; use límites realistas al comprobar si se puede alcanzar la suma ideal.
¿Por qué entradas diferenciales iguales producen una salida distinta de cero?
Con relaciones coincidentes, la salida equivale a la referencia cuando las entradas son iguales. Las relaciones desiguales añaden también una contribución de modo común. Compruebe la referencia y las cuatro resistencias antes de interpretar el resultado como una señal diferencial.
¿Aplicar una pareja de valores preferidos conserva mi referencia y mis tensiones?
El botón sustituye los valores de las cuatro resistencias del modo diferencial por parejas nominales con relaciones coincidentes y recalcula usando las entradas, la referencia y los límites de salida actuales. Examine de nuevo las ganancias y la salida resultantes; no selecciona un dispositivo ni ajusta por usted esas otras opciones.