Вычитание двух напряжений с использованием операционного усилителя

По сути, я цифровой парень, и я привык использовать компаратор для сравнения двух напряжений и получения высокого или низкого значения в зависимости от их относительных значений.

Теперь вместо этого я хочу вычесть одно напряжение из другого, и сделать разницу доступной в качестве выхода.

Я установил следующую схему, но она, кажется, не работает правильно:

введите описание изображения здесь

Я использую два операционных усилителя в качестве усилителей напряжения и подаю их на инвертирующий и неинвертирующий входы другого усилителя. Чип четырехъядерного операционного усилителя (LM324) имеет один источник питания (9 В).

РЕДАКТИРОВАТЬ: см. Мой комментарий к принятому ответу - я был на правильном пути, но согнутый контакт на одном из выходных контактов.

Теперь, поскольку у меня нет отрицательного напряжения, поэтому выход не может стать отрицательным, я действительно хочу, чтобы выход был смещен на +2,5 В, так что, если оба банка установлены на полпути, выход будет 2,5 В, а не нуль. Вместо добавления резистора от контакта 12 к земле, я попытался положить 4.7K резистор с неинвертирующим входом (контакт 12) с опорным 2,5В, и это, кажется, чтобы добавить в смещение Я хотел.

введите описание изображения здесь

Так что теперь, кажется, делать то, что я хочу.

operational-amplifier

— tcrosley
источник

Нарисованная схема не дает разности между двумя напряжениями V3 - V5. Он производит 2⋅V3 - V5. Вам нужен делитель на выводе 12, чтобы сделать их равными. Какие напряжения вы получаете за напряжения, которые вы вводите?

— эндолит

Если вы исправите схему, как описано ниже, вам удастся создать инструментальный усилитель с коэффициентом усиления 1.

— Майк ДеСимон

@davidcary, затем я использовал свой iPhone, чтобы сфотографировать его, чтобы я мог опубликовать его. После того как я сделал свое редактирование с измененной схемой, а не рисовал новую (так как у меня больше не было оригинала), я использовал копирование и вставку в Краска, чтобы добавить смещение резистора до 2,5В.

— tcrosley

Это должно работать, но обычно есть также резистор от неинвертирующего входа к земле:

введите описание изображения здесь

$\dfrac{R4}{R2} = \dfrac{R3}{R1}$

$V_{OUT} = \dfrac{R_{3}}{R_{1}} \times (V_{IN+} - V_{IN-})$

$R1 = R2$ $R3 = R4$

$V_{OUT} = 2 \times V_{IN+} - V_{IN-}$

но изменение настройки для нижнего измерителя громкости обязательно должно привести к результату. Вы измеряли напряжение на обоих входах?

Что произойдет, если вы установите нижнее напряжение на 2,5 В, а верхнее на 1 В? Вход инверсии также должен быть 2,5 В, а выход 4 В. Что вы измеряете?

Примечание: особенно нижний повторитель напряжения не требуется в вашей версии; входной ток операционного усилителя достаточно низок, чтобы его можно было пренебречь для большинства применений, и, кстати, вы подключаете стеклоочиститель потметера к точно такому же входу!

Дальнейшее чтение
учебника по дифференциальному усилителю (интересный сайт в целом!)

— stevenvh
источник

Я попробую ваше предложение сегодня вечером. Я смог измерить изменение напряжения на выходе нижнего VF (вывод 1), но вход на заключительный операционный усилитель (вывод 12), т.е. на другой стороне резистора 4,7К, не изменился. Я дважды проверил свою проводку, потому что я думал, что это было странно. Причина, по которой я использовал последователи напряжения, заключалась в том, что я подумал, что, возможно, было бы лучше иметь одинаковую нагрузку на входах дифференциального усилителя независимо от настроек банка.

— tcrosley

Я попытался поиграть с этим еще немного, но безуспешно. В конце концов я решил, что мне следует переключить операционные усилители, на всякий случай. Когда я вытащил чип, оказалось, что контакт 14 согнут под чипом и не соприкасался с макетом, поэтому я просто измерял инвертированное входное напряжение, а не выход! Теперь, когда резистор заземлен, он работает, как описано выше. И с R4, подключенным к 2,5 В, я получаю смещение 2,5 В на выходе по желанию.

— tcrosley