Électricité et électronique

Calculateur d'amplificateur sommateur et différentiel

Calculez des sommes pondérées ou des différences de tension, choisissez des résistances appariées et vérifiez les limites de sortie.

Vos valeurs

Mode de calcul

Tension de référence · Vref · V

Tension d’entrée · V1 · V

Tension d’entrée · V2 · V

Tension d’entrée · V3 · V

Tension d’entrée · V4 · V

Nombre d'entrées

Résistance · R1 · kΩ

Résistance · R2 · kΩ

Résistance · R3 · kΩ

Résistance · R4 · kΩ

Résistance de contre-réaction · Rf · kΩ

Appliquer des limites de sortie

Minimum · Vout · V

Maximum · Vout · V

Utilisez les tensions de sortie exploitables de la fiche technique, pas les rails d’alimentation. La sortie bornée est une estimation.

Modèle DC idéal. Vérifiez plage de mode commun, bande passante, charge et tolérances dans la fiche technique.

Vos résultats

Tension de sortie idéale: —

Estimation de sortie bornée: —

G1 · V1 → Vout: —

G2 · V2 → Vout: —

Gain de mode commun: —

Formule—

Comparer les sommes pondérées et les sorties d’un amplificateur de différence

Calculez une somme inverseuse idéale de plusieurs tensions ou un amplificateur de différence à deux entrées. Incluez une tension de référence, examinez le gain de chaque entrée et appliquez éventuellement des limites de sortie. Le mode différence indique aussi le gain de mode commun et si les rapports nominaux des résistances sont égaux. Le calcul est un modèle idéal statique ; il exclut la tolérance des résistances, la tension de décalage de l’amplificateur, la bande passante finie, les restrictions de plage d’entrée et l’excursion de sortie dépendant de la charge.

Étape par étape

Choisissez le mode sommateur ou différence. Saisissez les tensions d’entrée et la tension de référence en V. Le mode sommateur accepte de 2 à 4 entrées, chacune avec sa propre résistance ; le mode différence utilise exactement 2 entrées et les quatre résistances représentées sur son schéma.
Saisissez les valeurs des résistances en kΩ. En mode sommateur, choisissez la résistance de contre-réaction Rf. En mode différence, saisissez R1 à R4, ou choisissez un gain cible et la série E12, E24 ou E96 avant d’appliquer une paire de résistances aux rapports nominaux égaux.
Examinez la sortie idéale et les gains individuels. Si les limites de sortie sont activées, saisissez une borne inférieure en dessous de la borne supérieure et comparez la sortie limitée à la sortie idéale. En mode différence, examinez aussi le gain de mode commun et le message d’égalité des rapports.

Réglages et limites

Pondérations de la somme et référence: Chaque entrée du sommateur a une pondération de −Rf / Ri. La sortie est Vref − Σ[Rf/Ri × (Vi − Vref)], donc changer la référence affecte toute l’expression. Des résistances d’entrée égales donnent des pondérations égales ; des valeurs différentes permettent de pondérer les entrées indépendamment. Seul le nombre sélectionné de lignes d’entrée participe.
Rapports du montage de différence et égalité: Lorsque R2/R1 = R4/R3, la sortie idéale est Vref + (R2/R1) × (V2 − V1). Des rapports inégaux changent le gain de l’entrée positive et laissent un gain de mode commun non nul. L’égalité des rapports nominaux ne quantifie pas la réjection réelle du mode commun en présence de tolérances des résistances et d’erreurs de l’amplificateur.
Paires de valeurs préférentielles et limites de sortie: La recherche de paires examine les valeurs préférentielles autour de l’ordre de grandeur de R1 saisi et définit la même paire nominale dans les deux branches. Son gain arrondi peut manquer la cible. Les limites de sortie sont des valeurs que vous fournissez, et non des limites déduites des tensions d’alimentation ; l’outil borne la sortie idéale sans modéliser la récupération après surcharge.

Exemple détaillé

Pour le sommateur, utilisez 2 entrées : V1 = 1 V à travers 10 kΩ et V2 = 2 V à travers 20 kΩ, avec Rf = 10 kΩ et Vref = 0 V. Les pondérations sont −1 et −0.5, donnant une sortie idéale de −2 V. Activez des limites de −1.5 V et 3.3 V pour obtenir une sortie limitée à −1.5 V.

Résultat attendu
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

Pour le mode différence, conservez V1 = 1 V, V2 = 2 V et Vref = 0 V. Définissez R1 = R3 = 10 kΩ et R2 = R4 = 20 kΩ. La sortie vaut 2 V et le gain de mode commun est de 0. Modifier uniquement R4 à 22 kΩ donne une sortie de 2.125 V et un gain de mode commun de 0.0625 V/V, illustrant comment des rapports inégaux modifient le résultat.

Questions et dépannage

Pourquoi la sortie sommée est-elle négative ?

Il s’agit d’un circuit sommateur inverseur. Avec une référence nulle, les entrées positives contribuent par des termes pondérés négatifs. Une réalisation physique à alimentation unique nécessite une référence et une plage de sortie adaptées ; utilisez des limites réalistes pour vérifier si la somme idéale peut être atteinte.

Pourquoi des entrées de différence égales produisent-elles une sortie non nulle ?

Avec des rapports égaux, la sortie est égale à la référence lorsque les entrées sont égales. Des rapports inégaux ajoutent aussi une contribution de mode commun. Vérifiez la référence et les quatre résistances avant d’interpréter le résultat comme un signal différentiel.

L’application d’une paire préférentielle conserve-t-elle ma référence et mes tensions ?

Le bouton remplace les valeurs des quatre résistances du mode différence par des paires nominales aux rapports égaux et recalcule avec les entrées, la référence et les limites de sortie actuelles. Examinez à nouveau les gains et la sortie obtenus ; il ne sélectionne pas un composant et ne règle pas ces autres paramètres à votre place.