使用运算放大器减去两个电压

电器工程 运算放大器
2022-01-20 23:21:32

我本质上是一个数字人,习惯于使用比较器来比较两个电压,并根据它们的相对值给出高或低。

现在,我想从另一个电压中减去一个电压,并将差值用作输出。

我对以下电路进行了试验,但它似乎无法正常工作:

在此处输入图像描述

我使用两个运算放大器作为电压跟随器,并将它们馈入另一个放大器的反相和非反相输入。四运放芯片 (LM324) 具有单电源 (9v)。

编辑:请参阅我对已接受答案的评论——我在正确的轨道上,但在其中一个输出引脚上有一个弯曲的引脚。

现在,由于我没有负电源,所以输出不能为负,我真正想要的是输出偏置 +2.5 伏,这样如果两个电位器都设置在中间,输出将为 2.5v,而不是零。我没有将引脚 12 的电阻连接到地,而是尝试将 4.7K 电阻从非反相输入(引脚 12)连接到 2.5v 参考电压,这似乎增加了我想要的偏移量。

在此处输入图像描述

所以它现在似乎做我想做的事。

1个回答

这应该可以工作,但通常还有一个从非反相输入到地的电阻器:

在此处输入图像描述

如果 \$\dfrac{R4}{R2} = \dfrac{R3}{R1}\$ 那么:

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

为了最小化偏移误差,两个输入必须看到相同的阻抗,因此 \$R1 = R2\$ 和 \$R3 = R4\$。
省略 R4 只会给出非反相输入电压的比例因子,即:

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

但是更改下电位计的设置肯定会在输出中产生结果。您是否测量了两个输入端的电压?

如果将较低电压设置为 2.5V,将较高电压设置为 1V,会发生什么情况?反相输入也应为 2.5V,输出为 4V。你测量什么?

注意:特别是在您的版本中不需要较低电压的跟随器;运算放大器的输入电流足够低,在大多数情况下可以忽略不计,顺便说一下,您将电位计的抽头连接到完全相同的输入!


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