전기 및 전자

연산 증폭기 합산 및 차동 계산기

가중 합 또는 전압 차이를 계산하고 정합 저항 쌍을 선택하며 출력 한계를 확인하세요.

입력값

계산 모드

기준 전압 · Vref · V

입력 전압 · V1 · V

입력 전압 · V2 · V

입력 전압 · V3 · V

입력 전압 · V4 · V

입력 수

저항 · R1 · kΩ

저항 · R2 · kΩ

저항 · R3 · kΩ

저항 · R4 · kΩ

피드백 저항 · Rf · kΩ

출력 한계 적용

최솟값 · Vout · V

최댓값 · Vout · V

전원 레일 대신 데이터시트의 사용 가능한 출력 전압을 사용하세요. 제한된 출력은 추정값입니다.

이상적인 DC 모델입니다. 데이터시트의 공통 모드 입력 범위, 대역폭, 부하와 저항 허용오차를 확인하세요.

계산 결과

이상적 출력 전압: —

제한된 출력 추정값: —

G1 · V1 → Vout: —

G2 · V2 → Vout: —

공통 모드 이득: —

공식—

가중 합 및 차동 증폭기 출력 비교

여러 전압의 이상적인 반전 합 또는 두 입력 차동 증폭기를 계산합니다. 기준 전압을 포함하고 각 입력 이득을 살펴보며 필요에 따라 출력 상하한을 적용할 수 있습니다. 차동 모드는 공통 모드 이득과 공칭 저항비의 일치 여부도 표시합니다. 계산은 정적 이상 모델이며 저항 허용 오차, 증폭기 오프셋, 유한한 대역폭, 입력 범위 제약 및 부하에 따른 출력 스윙은 포함하지 않습니다.

단계별 사용 방법

합산 또는 차동 모드를 선택합니다. 입력 전압과 기준 전압을 V로 입력합니다. 합산 모드는 2~4개 입력을 지원하며 각각 별도의 저항이 있습니다. 차동 모드는 정확히 2개 입력과 회로도에 표시된 네 개 저항을 사용합니다.
저항값을 kΩ으로 입력합니다. 합산 모드에서는 피드백 저항 Rf를 선택합니다. 차동 모드에서는 R1부터 R4까지 입력하거나 목표 이득과 E12, E24 또는 E96 계열을 선택한 뒤 일치하는 공칭 저항 쌍을 적용합니다.
이상 출력과 개별 이득을 확인합니다. 출력 제한을 켰다면 상한보다 작은 하한을 입력하고 제한 출력과 이상 출력을 비교합니다. 차동 모드에서는 공통 모드 이득과 저항비 일치 메시지도 확인합니다.

설정 및 제한

합산 가중치 및 기준 전압: 각 합산 입력의 가중치는 −Rf / Ri입니다. 출력은 Vref − Σ[Rf/Ri × (Vi − Vref)]이므로 기준 전압을 바꾸면 식 전체에 영향을 줍니다. 입력 저항이 같으면 가중치도 같고, 값이 다르면 입력별로 독립적으로 배율을 조절할 수 있습니다. 선택한 개수의 입력 행만 계산에 참여합니다.
차동 저항비 및 정합: R2/R1 = R4/R3이면 이상 출력은 Vref + (R2/R1) × (V2 − V1)입니다. 비율이 다르면 양의 입력 이득이 달라지고 영이 아닌 공통 모드 이득이 남습니다. 저항 허용 오차와 증폭기 오차가 있을 때 공칭 저항비 정합만으로 실제 공통 모드 제거 성능을 정량화할 수는 없습니다.
표준 저항 쌍 및 출력 상하한: 저항 쌍 검색은 입력한 R1 값 규모 주변의 표준값을 확인하고 두 분기에 같은 공칭 쌍을 설정합니다. 반올림된 이득은 목표와 다를 수 있습니다. 출력 상하한은 사용자가 제공하는 값이며 전원 레일에서 유도한 한계가 아닙니다. 도구는 이상 출력을 상하한 내로 제한하며 과부하 회복은 모델링하지 않습니다.

실습 예제

합산에서는 2개 입력을 사용합니다. V1 = 1 V는 10 kΩ을 통하고 V2 = 2 V는 20 kΩ을 통하며, Rf = 10 kΩ, Vref = 0 V로 설정합니다. 가중치는 −1 및 −0.5이므로 이상 출력은 −2 V입니다. −1.5 V 및 3.3 V 상하한을 켜면 제한 출력은 −1.5 V가 됩니다.

예상 결과
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

차동 모드에서는 V1 = 1 V, V2 = 2 V, Vref = 0 V를 유지합니다. R1 = R3 = 10 kΩ, R2 = R4 = 20 kΩ으로 설정합니다. 출력은 2 V이고 공통 모드 이득은 0입니다. R4만 22 kΩ으로 바꾸면 출력은 2.125 V, 공통 모드 이득은 0.0625 V/V가 되어 불일치한 저항비가 결과를 어떻게 바꾸는지 보여 줍니다.

질문 및 문제 해결

합산 출력이 음수인 이유는 무엇인가요?

이것은 반전 합산 회로입니다. 기준 전압이 영이면 양의 입력은 음의 가중 항으로 기여합니다. 실제 단일 전원 구현에는 적절한 기준 전압과 출력 범위가 필요합니다. 이상 합에 도달할 수 있는지 확인할 때는 현실적인 상하한을 사용하세요.

차동 입력이 같은데도 출력이 영이 아닌 이유는 무엇인가요?

저항비가 일치하면 입력이 같을 때 출력은 기준 전압과 같습니다. 저항비가 다르면 공통 모드 기여도 더해집니다. 결과를 차동 신호로 해석하기 전에 기준 전압과 네 개 저항을 모두 확인하세요.

표준 저항 쌍을 적용하면 기준 전압과 입력 전압이 유지되나요?

버튼은 차동 모드의 네 개 저항값을 일치하는 공칭 쌍으로 바꾸고 현재 입력, 기준 전압 및 출력 상하한으로 다시 계산합니다. 결과 이득과 출력을 다시 확인하세요. 소자를 선택하거나 다른 설정을 조정하지는 않습니다.