En el capítulo anterior vimos la configuración de un circuito sumador. En este capitulo
estudiemos el amplificador diferencial o también conocido como amplificador
sustractor. Básicamente, es una pequeña modificación que hacemos al amplificador sumador,
quitando la entrada no inversora de tierra y conectando una fuente de voltaje en serie
con una resistencia Entonces usamos amplificadores diferenciales cuando tenemos
que amplificar la diferencia entre dos señales.
2. Amplificador Operacional Diferencial
En la Figura 45-01 vemos el circuito de un amplificador diferencial. Recuerda que el
las corrientes en la entrada del amplificador operacional equivalen a cero. Por lo tanto
para el nodo Va, podemos escribir:
(V1 - Va) / R1 = (Va - Vo) / R2
Al hacer un reordenamiento algebraico en la ecuación anterior, llegamos a:
Vo = [(R2 /R1) + 1] Va - (R2/R1) V1
Figura 45-01
Ahora haciendo lo mismo para el nodo Vb, tenemos:
(V2 - Vb) / R3 = Vb / R4
Nuevamente, haciendo una reorganización algebraica en la ecuación anterior, llegamos a:
Vb = [R4 /(R3 + R4)] V2
Pero, recordando que Va = Vb y haciendo las sustituciones apropiadas en la ecuación que define Vo, podemos calcular lo que será
el voltaje de salida del circuito, o:
eq. 45-01
Esta ecuación muestra que la primera parte de la suma,
- (R2 / R1) = - K1,
se debe a la ganancia de la entrada inversora y
la segunda parte, K2, se debe a la ganancia de la entrada no inversora.
Entonces también puedes escribir Vo como:
Vo = K1 V1 + K2 V2
Veamos el caso particular donde tenemos:
R4 / R2 = R3 / R1
En este caso, podemos simplificar la ecuación final al facilitar la comprensión de por qué este tipo de configuración se
denomina amplificador diferencial. Vea a continuación, ya que el resultado final depende de la diferencia entre
los voltajes de entrada, multiplicado por la ganancia de voltaje de bucle cerrado, representada por R2 / R1.
eq. 45-02
Una de las características del amplificador diferencial es la capacidad de rechazar
señales comunes a ambas entradas. Si esto sucede, tienes V1 = V2 y por la ecuación anterior el resultado será Vo = 0, llegando a la meta del circuito.
