El och elektronik

Kalkylator för summerings- och differensförstärkare

Beräkna viktade summor eller spänningsskillnader, välj matchade motståndspar och kontrollera utgångsgränser.

01

Dina värden

Använd tillgängliga utspänningar från databladet, inte matningsskenorna. Begränsad utspänning är en uppskattning.

Ideal DC-modell. Kontrollera ingångens gemensamma spänningsområde, bandbredd, last och motståndstoleranser i databladet.

02

Dina resultat

Ideal utspänning
—
Uppskattad begränsad utspänning
—
G1 · V1 → Vout
—
G2 · V2 → Vout
—
Gemensam förstärkning
—

Formel—

Jämför viktade summor och differensförstärkarens utgång

Beräkna en ideal inverterande summa av flera spänningar eller utgången från en differensförstärkare med två ingångar. Ta med en referensspänning, granska varje ingångs förstärkning och använd vid behov utgångsgränser. Differensläget visar även likfasförstärkning och om de nominella resistansförhållandena stämmer överens. Beräkningen är en statisk idealmodell; den utesluter resistortolerans, förstärkarens offset, ändlig bandbredd, begränsningar i ingångsområdet och lastberoende spänningsområde på utgången.

Steg för steg

  1. Välj summerings- eller differensläge. Ange ingångsspänningar och referensspänning i V. Summeringsläget stöder 2 till 4 ingångar, var och en med en egen resistor; differensläget använder exakt 2 ingångar och de fyra resistorer som visas i diagrammet.
  2. Ange resistorvärden i kΩ. Välj återkopplingsresistansen Rf i summeringsläget. I differensläget anger du R1 till R4 eller väljer en målförstärkning och serien E12, E24 eller E96 innan du tillämpar ett matchat nominellt resistorpar.
  3. Granska ideal utgång och enskilda förstärkningar. Om utgångsgränser är aktiverade anger du en undre gräns under den övre och jämför begränsad utgång med ideal utgång. I differensläget granskar du även likfasförstärkningen och meddelandet om matchade förhållanden.

Inställningar och begränsningar

Summeringsvikter och referens
Varje summeringsingång har vikten −Rf / Ri. Utgången är Vref − Σ[Rf/Ri × (Vi − Vref)], så en ändrad referens påverkar hela uttrycket. Lika ingångsresistorer ger lika vikter; olika värden låter dig skala ingångarna oberoende. Endast det valda antalet ingångsrader deltar.
Differensförhållanden och matchning
När R2/R1 = R4/R3 är den ideala utgången Vref + (R2/R1) × (V2 − V1). Olika förhållanden ändrar förstärkningen från den positiva ingången och ger en likfasförstärkning som inte är noll. Nominellt matchade förhållanden kvantifierar inte verklig likfasundertryckning när resistortoleranser och förstärkarfel finns.
Standardvärdespar och utgångsgränser
Parsökningen undersöker standardvärden kring den angivna R1-storleken och ställer in samma nominella par i båda grenarna. Dess avrundade förstärkning kan avvika från målet. Utgångsgränser är värden du anger, inte gränser härledda från matningsskenorna; verktyget begränsar den ideala utgången utan att modellera återhämtning efter överbelastning.

Genomgånget exempel

För summering använder du 2 ingångar: V1 = 1 V genom 10 kΩ och V2 = 2 V genom 20 kΩ, med Rf = 10 kΩ och Vref = 0 V. Vikterna är −1 och −0.5, vilket ger ideal utgång −2 V. Aktivera gränserna −1.5 V och 3.3 V för att få begränsad utgång −1.5 V.

Förväntat resultat
Σ / ΔG1G2Vout,idealVoutGCM
Σ−1−0.5−2 V−1.5 V—
Δ−222 V2 V0 V/V
Δ; R4 = 22 kΩ−22.06252.125 V2.125 V0.0625 V/V

För differensläget behåller du V1 = 1 V, V2 = 2 V och Vref = 0 V. Sätt R1 = R3 = 10 kΩ och R2 = R4 = 20 kΩ. Utgången är 2 V och likfasförstärkningen 0. Om bara R4 ändras till 22 kΩ blir utgången 2.125 V och likfasförstärkningen 0.0625 V/V, vilket visar hur olika förhållanden ändrar resultatet.

Frågor och felsökning

Varför är den summerade utgången negativ?

Detta är en inverterande summeringskrets. Med nollreferens bidrar positiva ingångar med negativa viktade termer. En fysisk lösning med enkel matning behöver en lämplig referens och ett lämpligt utgångsområde; använd realistiska gränser när du kontrollerar om den ideala summan kan uppnås.

Varför ger lika differensingångar en utgång som inte är noll?

Med matchade förhållanden är utgången lika med referensen när ingångarna är lika. Olika förhållanden tillför även ett likfasbidrag. Kontrollera referensen och alla fyra resistorer innan du tolkar resultatet som en differenssignal.

Bevaras min referens och mina spänningar när ett standardvärdespar tillämpas?

Knappen ersätter de fyra resistorvärdena i differensläget med matchade nominella par och beräknar på nytt med aktuella ingångar, referens och utgångsgränser. Granska förstärkningarna och utgången igen; den väljer inte en komponent eller justerar de andra inställningarna åt dig.