9. Differenzielle Summierung
AKTUELL - 9. Differentialsummierung
VORHERIGER 8. Invertierender Verstärker
Abbildung 40 - Differenzsummierung
Wir haben gesehen, dass ein Operationsverstärker so konfiguriert werden kann, dass er einen Ausgang erzeugt, der eine gewichtete Summe mehrerer Eingänge ist. Wenn die Summe sowohl positive als auch negative Vorzeichen enthält, wird Differential summing Ergebnisse angezeigt
Die Operationsverstärkerkonfiguration von Abbildung 40 erzeugt eine Ausgangsspannung, v gegeben durch
(90)
woher
(91)
Wir wählen die Widerstände wie folgt aus, um ein Vorspannungsgleichgewicht zu erzielen:
(92)
Der Eingangswiderstand für jeden invertierenden Eingang, vjist Rj.
Wenn die invertierenden und nicht invertierenden Klemmen jeweils nur einen Eingang haben, ist das Ergebnis a Differenzverstärker. Dies ist in Abbildung 41 dargestellt.
Abbildung 41 - Differenzverstärker
Die Ausgangsspannung für diese Konfiguration ist
(93)
Beachten Sie, dass RA = Ra [siehe Gleichung 91]. Um ein Bias-Gleichgewicht zu erreichen, wählen wir
(94)
Der Eingangswiderstand für die va Terminal ist RA. Der Eingangswiderstand für die v1 Terminal ist 
, Wobei Rin wird aus Gleichung (56) ermittelt
(95)
Dann Rin(beim V1) ist ungefähr R1+R2. R wird in Gleichung (52) gefunden und ist gleich
(96)
Um eine Einheitsverstärkungsdifferenzierung zu erzielen, bei der die Ausgabe durch gegeben ist v = v1 - va setzen wir RA = RF = R1 = Rx. Wenn ein 741-Operationsverstärker verwendet wird, ist ein typischer Wert für diese vier Widerstände 10 kΩ.
Der Eingangswiderstand in v ist dann 10 kΩ und in die v1 Anschluss ist der Widerstand 20 kΩ.
Angenommen, eine Differenzierung mit gleicher Verstärkung ist erwünscht, aber die Verstärkungen müssen nicht eins sein. Wir haben dann eingestellt R1 = RA und Rx = RF. Die Ausgangsspannung beträgt dann
(97)
Der Eingangswiderstand in den va Terminal ist 
und in den nicht invertierenden Anschluss ist es, was ungefähr ist RA + RF da Rin >> RF. Werte für Eingangswiderstand und R lassen sich mit den Gleichungen (95) und (96) leicht bestimmen.
Eine nützliche Modifikation der Differenzverstärkerkonfiguration von Abbildung 41 ist die Zeichen Switcher wie in Abbildung 42 gezeigt.
Abbildung 42 - Zeichenumschalter
Wenn sich der Schalter in der in Abbildung 42 (a) gezeigten Position befindet, v = -vinund für die entgegengesetzte Schalterstellung v = 2vin - vin = vin. Der Eingangswiderstand beträgt 10 kΩ für jede Position und die Vorspannung ist in jeder Position ausgeglichen. Abbildung 42 (a) zeigt einen einpoligen Umschalter. Die Vorzeichenumschaltung kann auch mit einem Einwegschalter erfolgen (siehe Abbildung 42 (b)). Bei dieser Implementierung sind jedoch die Vorspannungs- und Eingangswiderstände in den beiden Schalterstellungen nicht gleich.
Beispiel
Bestimmen Sie den Ausgangswiderstand und den Eingangswiderstand an jedem Eingang eines 741-Verstärkers mit mehreren Eingängen und einem Ausgang von
Angenommen, der Widerstandswert an den Klemmen + und - beträgt 10 kΩ.
Lösung: Verwenden Sie die größere von X und (Y+ 1) ergibt den Multiplikationsfaktor zur Bestimmung RF.
und dann
Die Schaltung ist in Abbildung 43 dargestellt.
Abbildung 43-Schaltung zum Beispiel
