Amplificador sumador o circuito sumador de amplificador operacional

Los amplificadores operacionales (Opamp) tienen muchas aplicaciones interesantes y ya hemos creado muchos circuitos utilizando amplificadores operacionales. Hoy vamos a estudiar una aplicación más de Opamp que es sumar dos o más voltajes de entrada y el circuito se llama Summing amplifier u Opamp Adder. Aquí usaremos LM358 Opamp para demostrar el circuito sumador.

Componentes requeridos:

1. Amplificadores operacionales dobles LM358
2. Resistencia 1KΩ -4Nos
3. Fuente de alimentación (para opamp + Vcc y -Vcc) 9 Vdc
4. Dos fuentes de voltaje de entrada (su suma debe ser <voltaje de suministro)
5. Multímetro digital multímetro para pruebas

Antes de entrar en detalles, primero aprenderemos acerca de los amplificadores operacionales y LM385.

Op-amp (amplificador operacional)

LM358 es un amplificador operacional dual de bajo ruido que tiene dos comparadores de voltaje independientes en su interior. Este es un amplificador operacional de propósito general que se puede configurar en muchos modos como comparador, verano, integrador, amplificador, diferenciador, modo inversor, modo no inversor, etc.

Para obtener más información sobre el LM358, consulte varios circuitos del LM358 como amplificador y comparador.

Inversión de la configuración del amplificador operacional

Aquí estamos construyendo un circuito sumador usando amplificador inversor. Entonces, para comprender el circuito de suma de Opamp inversor, primero tenemos que ver cómo funciona un opamp inversor en una configuración de circuito cerrado. El circuito de circuito cerrado del opamp inversor es muy útil y tiene dos características más importantes, lo que hace que un opamp se use en diversas aplicaciones y son las siguientes:

En configuración de circuito cerrado,

• No fluye corriente hacia los terminales de entrada
• El voltaje de entrada diferencial es cero cuando V1 = V2 = 0 (Virtual Earth), O el opamp intenta mantener ambas entradas al mismo nivel o el mismo valor incluso si uno de los terminales no está conectado a tierra.

A continuación se muestra un circuito OpAmp inversor de bucle cerrado que recibe retroalimentación negativa desde la salida a la entrada. Y debido a esta retroalimentación negativa, el voltaje en la entrada inversora se vuelve igual al voltaje en la entrada no inversora, creando así una tierra virtual.

Sabemos por las fórmulas de ganancia de amplificador operacional inversor, Ganancia (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)

Funcionamiento del circuito sumador inversor / amplificador sumador:

El circuito sumador inversor es similar al amplificador inversor anterior en el que los voltajes de entrada se dan al terminal inversor y el terminal no inversor está conectado a tierra, pero la diferencia en el circuito sumador inversor es que tiene múltiples entradas en su terminal inversor. A continuación se muestra el circuito del circuito sumador inversor con dos entradas en la entrada inversora.

En el circuito, el terminal no inversor está conectado a tierra y, como se ve en la configuración de circuito cerrado, el voltaje en el punto B será el mismo que el voltaje en el punto A, 0V. Por lo tanto, la corriente I1 e I2 fluirá hacia la resistencia Rf (el potencial más alto) y no hacia el terminal inversor (el potencial más bajo) del amplificador operacional. El voltaje de salida obtenido será la suma de las entradas y será de naturaleza negativa ya que las entradas se aplican al terminal no inversor.

Aquí está la implementación práctica del circuito sumador de Opamp usando LM358. Hemos usado dos baterías separadas (≈4 Vdc y ≈2.6 Vdc) para dos voltajes de entrada y puede ver la suma de dos voltajes de entrada (6.89v) en el multímetro en la imagen de abajo.

Análisis del circuito sumador de amplificador operacional inversor:

La ecuación de ganancia para el amplificador inversor es, Vout = (Rf / R) Vin

Aplicando KCL al circuito, I1 + I2 = Si (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Ecuación-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},

Si hay n entradas entonces

Vo = - Rf * {(V1 / R1) + (V2 / R2) + ……….. + (V2 / Rn)}

Consideremos R1 = R2 = Rf = R

Vo = - (V1 + V2); cuando R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (para n número de entradas)

Esto se llama sumador inversor de ganancia unitaria

Y si R1 = R2 = R ≠ Rf entonces

Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (para n número de entradas)

Entonces, en el sumador del amplificador operacional, el voltaje de salida es proporcional a la suma de los voltajes de entrada.

Entonces, así es como un amplificador operacional inversor en configuración de circuito cerrado con múltiples entradas se puede usar como circuito amplificador sumador o sumador. Del mismo modo, podemos construir el sumador de amplificador operacional con amplificadores operacionales no inversores.