ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์
เครื่องคำนวณวงจรรวมและผลต่างออปแอมป์
คำนวณผลรวมถ่วงน้ำหนักหรือผลต่างแรงดัน เลือกคู่ตัวต้านทานที่เข้าคู่ และตรวจสอบขีดจำกัดเอาต์พุต
ค่าที่ป้อน
ผลลัพธ์
- แรงดันเอาต์พุตอุดมคติ
- —
- ค่าประมาณเอาต์พุตที่จำกัด
- —
- G1 · V1 → Vout
- —
- G2 · V2 → Vout
- —
- อัตราขยายโหมดร่วม
- —
—เปรียบเทียบผลรวมถ่วงน้ำหนักและเอาต์พุตวงจรขยายผลต่าง
คำนวณผลรวมกลับเฟสในอุดมคติของหลายแรงดัน หรือวงจรขยายผลต่างสองอินพุต ใส่แรงดันอ้างอิง ดูอัตราขยายแต่ละอินพุต และเลือกใช้ขอบเขตเอาต์พุตได้ โหมดผลต่างยังแสดงอัตราขยายคอมมอนโหมดและการตรงกันของอัตราส่วนตัวต้านทานตามค่าระบุ การคำนวณเป็นแบบจำลองอุดมคติแบบสถิต ไม่รวมความคลาดเคลื่อนตัวต้านทาน ออฟเซตแอมพลิฟายเออร์ แบนด์วิดท์จำกัด ข้อจำกัดช่วงอินพุต และสวิงเอาต์พุตที่ขึ้นกับโหลด
ขั้นตอนการใช้งาน
- เลือกโหมดรวมสัญญาณหรือผลต่าง ป้อนแรงดันอินพุตและแรงดันอ้างอิงใน V โหมดรวมสัญญาณรองรับ 2 ถึง 4 อินพุต แต่ละอินพุตมีตัวต้านทานของตนเอง โหมดผลต่างใช้ 2 อินพุตพอดีและตัวต้านทานสี่ตัวในแผนภาพ
- ป้อนค่าตัวต้านทานใน kΩ ในโหมดรวมสัญญาณให้เลือกความต้านทานป้อนกลับ Rf ในโหมดผลต่างให้ป้อน R1 ถึง R4 หรือเลือกอัตราขยายเป้าหมายและอนุกรม E12, E24 หรือ E96 ก่อนใช้คู่ตัวต้านทานค่าระบุที่ตรงกัน
- ตรวจสอบเอาต์พุตอุดมคติและอัตราขยายแต่ละอินพุต หากเปิดขีดจำกัดเอาต์พุต ให้ป้อนขอบล่างที่ต่ำกว่าขอบบน แล้วเปรียบเทียบเอาต์พุตที่จำกัดกับเอาต์พุตอุดมคติ ในโหมดผลต่างให้ดูอัตราขยายคอมมอนโหมดและข้อความอัตราส่วนตรงกันด้วย
การตั้งค่าและข้อจำกัด
- น้ำหนักการรวมสัญญาณและแรงดันอ้างอิง
- อินพุตรวมสัญญาณแต่ละตัวมีน้ำหนัก −Rf / Ri เอาต์พุตคือ Vref − Σ[Rf/Ri × (Vi − Vref)] ดังนั้นการเปลี่ยนแรงดันอ้างอิงมีผลต่อทั้งนิพจน์ ตัวต้านทานอินพุตที่เท่ากันให้น้ำหนักเท่ากัน ค่าที่ต่างกันช่วยปรับสเกลอินพุตแต่ละตัวอย่างอิสระ เฉพาะจำนวนแถวอินพุตที่เลือกเท่านั้นที่ร่วมคำนวณ
- อัตราส่วนผลต่างและการจับคู่
- เมื่อ R2/R1 = R4/R3 เอาต์พุตอุดมคติคือ Vref + (R2/R1) × (V2 − V1) อัตราส่วนที่ไม่เท่ากันเปลี่ยนอัตราขยายอินพุตขั้วบวกและเหลืออัตราขยายคอมมอนโหมดที่ไม่เป็นศูนย์ การจับคู่อัตราส่วนค่าระบุไม่บอกค่าการปฏิเสธคอมมอนโหมดจริงเมื่อมีความคลาดเคลื่อนตัวต้านทานและข้อผิดพลาดแอมพลิฟายเออร์
- คู่ค่ามาตรฐานและขอบเขตเอาต์พุต
- การค้นหาคู่จะตรวจค่ามาตรฐานใกล้สเกล R1 ที่ป้อน และตั้งคู่ค่าระบุเดียวกันในทั้งสองแขนง อัตราขยายที่ปัดเศษอาจไม่ตรงเป้าหมาย ขอบเขตเอาต์พุตเป็นค่าที่คุณระบุ ไม่ใช่ขีดจำกัดที่คำนวณจากรางจ่ายไฟ เครื่องมือหนีบเอาต์พุตอุดมคติให้อยู่ในขอบเขตโดยไม่จำลองการฟื้นตัวจากโอเวอร์โหลด
ตัวอย่างการใช้งาน
สำหรับการรวมสัญญาณ ใช้ 2 อินพุต: V1 = 1 V ผ่าน 10 kΩ และ V2 = 2 V ผ่าน 20 kΩ โดยมี Rf = 10 kΩ และ Vref = 0 V น้ำหนักคือ −1 และ −0.5 จึงได้เอาต์พุตอุดมคติ −2 V เปิดขอบเขต −1.5 V และ 3.3 V เพื่อได้เอาต์พุตที่จำกัด −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 |
สำหรับโหมดผลต่าง คง V1 = 1 V, V2 = 2 V และ Vref = 0 V ตั้ง R1 = R3 = 10 kΩ และ R2 = R4 = 20 kΩ เอาต์พุตคือ 2 V และอัตราขยายคอมมอนโหมดคือ 0 เปลี่ยนเฉพาะ R4 เป็น 22 kΩ จะได้เอาต์พุต 2.125 V และอัตราขยายคอมมอนโหมด 0.0625 V/V แสดงผลของอัตราส่วนที่ไม่เท่ากัน
คำถามและการแก้ปัญหา
เหตุใดเอาต์พุตผลรวมจึงเป็นลบ?
นี่คือวงจรรวมสัญญาณแบบกลับเฟส เมื่อแรงดันอ้างอิงเป็นศูนย์ อินพุตบวกจะให้พจน์ถ่วงน้ำหนักที่เป็นลบ วงจรจ่ายไฟเดี่ยวจริงต้องมีแรงดันอ้างอิงและช่วงเอาต์พุตที่เหมาะสม ใช้ขอบเขตที่เป็นจริงเมื่อตรวจสอบว่าจะได้ผลรวมอุดมคติหรือไม่
เหตุใดอินพุตผลต่างเท่ากันจึงให้เอาต์พุตไม่เป็นศูนย์?
เมื่ออัตราส่วนตรงกัน เอาต์พุตเท่ากับแรงดันอ้างอิงหากอินพุตเท่ากัน อัตราส่วนที่ต่างกันจะเพิ่มส่วนคอมมอนโหมดด้วย ตรวจแรงดันอ้างอิงและตัวต้านทานทั้งสี่ก่อนตีความผลเป็นสัญญาณผลต่าง
การใช้คู่ค่ามาตรฐานจะคงแรงดันอ้างอิงและแรงดันอินพุตไว้หรือไม่?
ปุ่มจะแทนค่าตัวต้านทานทั้งสี่ในโหมดผลต่างด้วยคู่ค่าระบุที่ตรงกัน และคำนวณใหม่ด้วยอินพุต แรงดันอ้างอิง และขอบเขตเอาต์พุตปัจจุบัน ตรวจอัตราขยายและเอาต์พุตที่ได้อีกครั้ง ปุ่มไม่ได้เลือกอุปกรณ์หรือปรับการตั้งค่าอื่นให้