En este capítulo, veremos que dependiendo de la topología utilizada, la configuración toma un nombre propio. Veamos la topología llamada amplificador operacional en configuración sumadora.
2. Amplificador Operacional Sumador
En esta configuración que es mostrada en la Figura 44-01, la entrada no inversora está conectada a tierra, por lo que
V2 = 0. Como tenemos dos entradas, Va y Vb,
conectado al nodo V1, podemos resolver este circuito aplicando
la ley de nodo para este nodo.
Figura 44-01
En la figura anterior, vemos el circuito sumador. Como se indica en el circuito,
ii = 0, entonces podemos escribir al nodo V1:
ii + i2 + if = 0
Ahora aplicando el análisis nodal a este nodo, tenemos:
(Va - V1)/R1 + (Vb - V1)/R2 +
(Vo - V1)/Rf = 0
Pero, sabemos que V1 = 0. Entonces, aislando Vo
llegamos a la ecuación buscada que permite calcular el voltaje de salida como una función
de los voltajes de entrada Va y Vb.
eq. 44-01
De la ecuación vemos que el voltaje de salida está determinado por la relación de la resistencia de
retroalimentación, Rf y la resistencia de cada entrada. Podemos definir
el cociente entre las resistencias como un factor ponderado y representamos lo siguiente:
eq. 44-02
Entonces podemos generalizar para "n" entradas y obtenemos:
eq. 44-03
3. El Sumador No-Inversor
En este elemento analizaremos el sumador en la configuración no inversora. Comencemos desde un circuito general como el que se muestra en la figura a continuación, inicialmente con tres fuentes de voltaje en la entrada no inversora.
Figura 44-02
Para el análisis de este circuito debemos considerar el amplificador operacional como ideal y, por lo tanto, satisfacer las siguientes condiciones iniciales:
Zi = ∞ | iin = 0 | Va = Vb
Además, por la ley de Kirchhoff para nodos, tenemos:
Adoptemos la siguiente igualdad: Z = R1 = R2 = R3. Luego obtenemos la relación:
(V1 + V2 + V3 - 3 Vb ) / Z = 0
Al resolver esta relación, obtenemos:
V1 + V2 + V3 = 3 Vb
Por otro lado, usando el hecho de que Va = Vb, podemos escribir:
Vb = Vo ( R / ( R + Rf )
Sustituyendo esta relación en la ecuación anterior obtenemos:
V1 + V2 + V3 = 3 Vo [ R / ( R + Rf ]
Haciendo Rf = 2 R podemos reescribir la ecuación anterior como:
Vo = V1 + V2 + V3
Esta ecuación se desarrolló para el caso de tres fuentes en la entrada, pero podemos generalizarla a
n fuentes, siempre que se mantenga la siguiente condición:
Rf = (n - 1 ) R
Si se cumple esta condición, entonces podemos escribir que:
