Soustraire deux tensions à l'aide d'un amplificateur opérationnel

Je suis essentiellement un gars numérique et j'ai l'habitude d'utiliser un comparateur pour comparer deux tensions et donner une valeur haute ou basse en fonction de leurs valeurs relatives.

Maintenant, je veux soustraire une tension d'une autre et que la différence soit disponible en sortie.

J'ai monté le circuit suivant, mais cela ne semble pas fonctionner correctement:

entrez la description de l'image ici

J'utilise deux amplificateurs opérationnels comme suiveurs de tension et je les alimente dans les entrées inverses et non inverseuses d'un autre ampli-ampli. La puce quad-ampli op (LM324) a une alimentation unique (9v).

EDIT: voir mon commentaire sur la réponse acceptée - j'étais sur la bonne voie, mais j'avais une broche tordue sur l'une des broches de sortie.

Maintenant, comme je n'ai pas d'alimentation négative, donc la sortie ne peut pas devenir négative, ce que je veux vraiment, c'est que la sortie soit biaisée de +2,5 volts, de sorte que si les deux pots sont réglés à mi-chemin, la sortie sera de 2,5 V, pas zéro. Au lieu d'ajouter la résistance de la broche 12 à la masse, j'ai essayé de mettre une résistance de 4,7 K de l'entrée non inverseuse (broche 12) à une référence de 2,5 V, et cela semble ajouter l'offset que je voulais.

entrez la description de l'image ici

Il semble donc maintenant faire ce que je veux.

operational-amplifier tcrosley
la source

Le circuit tiré ne produit pas la différence entre les deux tensions V3 - V5. Il produit 2⋅V3 - V5. Vous avez besoin du séparateur sur la broche 12 pour les rendre égaux. Quelles tensions obtenez-vous pour les tensions que vous mettez?

endolith

Si vous corrigez le circuit comme indiqué ci-dessous, vous aurez réussi à créer un amplificateur d'instrumentation avec un gain de 1.

Mike DeSimone

@davidcary puis j'ai utilisé mon iPhone pour le prendre en photo afin de pouvoir le poster Après avoir fait mon montage, avec le circuit modifié, plutôt que d'en dessiner un nouveau (puisque je n'avais plus l'original) j'ai utilisé le copier-coller Peignez pour ajouter la résistance de décalage descendant à 2,5 V.

tcrosley

Réponses:

Cela devrait fonctionner, mais il y a généralement une résistance de l'entrée non inverseuse à la masse:

entrez la description de l'image ici

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

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

$R1 = R2$ $R3 = R4$

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

mais changer le réglage du potmètre inférieur devrait définitivement avoir un résultat sur la sortie. Avez-vous mesuré les tensions sur les deux entrées?

Que se passe-t-il si vous réglez la tension inférieure à 2,5 V et la tension supérieure à 1 V? L'entrée inverseuse doit également être de 2,5 V et la sortie de 4 V. Que mesurez-vous?

Remarque: en particulier, le suiveur de tension inférieure n'est pas nécessaire dans votre version; le courant d'entrée de l'ampli op est suffisamment faible pour être négligeable pour la plupart des utilisations, et en passant, vous connectez l'essuie-glace du potmètre à une même entrée!

Pour en savoir plus sur le
tutoriel sur l'amplificateur différentiel (site intéressant dans l'ensemble!)

stevenvh
la source

Je vais essayer votre suggestion ce soir. J'ai pu mesurer le changement de tension à la sortie du VF inférieur (broche 1), mais l'entrée de l'ampli op final (broche 12), c'est-à-dire que l'autre côté de la résistance 4,7K n'a pas changé. J'ai revérifié mon câblage parce que je pensais que c'était étrange. La raison pour laquelle j'ai utilisé les suiveurs de tension, c'est que je pensais qu'il valait peut-être mieux avoir une charge identique sur les entrées de l'ampli différentiel quels que soient les réglages de pot.

tcrosley

J'ai essayé de jouer avec, sans succès. Enfin, j'ai décidé que je devrais peut-être changer d'ampli-op, juste au cas où. Lorsque j'ai retiré la puce, il s'est avéré que la broche 14 était pliée sous la puce et ne faisait pas contact avec la planche à pain, donc je mesurais juste la tension d'entrée inversée, pas la sortie! Avec la résistance à la terre, elle fonctionne maintenant comme décrit ci-dessus. Et avec R4 connecté à 2,5 V, j'obtiens un décalage de 2,5 V dans la sortie comme souhaité.

tcrosley