Construyendo un amplificador diferencial

Circuitos diferenciales de amplificador operacional

Un amplificador operacional sin retroalimentación ya es un amplificador diferencial, amplificando la diferencia de voltaje entre las dos entradas. Sin embargo, su ganancia no se puede controlar y, por lo general, es demasiado alta para ser de utilidad práctica. Hasta ahora, nuestra aplicación de retroalimentación negativa a amplificadores operacionales ha resultado en la pérdida práctica de una de las entradas, el amplificador resultante solo es bueno para amplificar una entrada de señal de voltaje único. Sin embargo, con un poco de ingenio, podemos construir un circuito de amplificador operacional que mantenga ambas entradas de voltaje, pero con una ganancia controlada establecida por resistencias externas.

Si todos los valores de la resistencia son iguales, este amplificador tendrá una ganancia de voltaje diferencial de 1. El análisis de este circuito es esencialmente el mismo que el de un amplificador inversor, excepto que la entrada no inversora (+) del amplificador operacional está en un voltaje igual a una fracción de V ₂ , en lugar de estar conectado directamente a tierra. Como es lógico, V ₂ funciona como entrada no inversora y V ₁ funciona como la entrada inversora del circuito amplificador final. Por lo tanto:

Si quisiéramos proporcionar una ganancia diferencial diferente a 1, tendríamos que ajustar las resistencias en ambos divisores de voltaje superior e inferior, que requieren múltiples cambios de resistencia y equilibrio entre los dos divisores para una operación simétrica. Esto no siempre es práctico, por razones obvias.

Almacene la señal de voltaje de entrada

Otra limitación de este diseño de amplificador es el hecho de que sus impedancias de entrada son bastante bajas en comparación con otras configuraciones de amplificador operacional, sobre todo el amplificador no inversor (entrada de un solo extremo). Cada fuente de voltaje de entrada tiene que conducir corriente a través de una resistencia, que constituye una impedancia mucho menor que la entrada desnuda de un amplificador operacional solo. La solución a este problema, afortunadamente, es bastante sencilla. Todo lo que tenemos que hacer es "amortiguar" cada señal de voltaje de entrada a través de un seguidor de voltaje como este:

Ahora el V ₁ y V ₂ Las líneas de entrada están conectadas directamente a las entradas de dos amplificadores operacionales seguidores de voltaje, lo que proporciona una impedancia muy alta. Los dos amplificadores operacionales de la izquierda ahora manejan la conducción de corriente a través de las resistencias en lugar de dejar que las fuentes de voltaje de entrada (sean las que sean) lo hagan. La mayor complejidad de nuestro circuito es mínima para un beneficio sustancial.

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