Amplificador Operacional: Sumador de voltaje.

EL SUMADOR DE VOLTAJE.

Es el circuito electrónico más empleado en los diseños de circuitos con amplificadores operacionales.

Este circuito consta de un circuito amplificador sumador de «n» entradas el cual permite sumar algebráicamente «n» voltajes cada uno multiplicando un factor de ganancia constante. 

Empleando la representación equivalente mostrada en la figura 1, se procederá con el análisis del circuito sumador. Para este caso se asumirán 3 resistencias.

 

ANÁLISIS DEL CIRCUITO SUMADOR DE VOLTAJE.

Amplificador sumador
Figura 1. Amplificador sumador

 

Se parte inicialmente de la ley de corrientes de Kirchhoff. La suma de las corrientes que entran, es igual a las que salen. 

Ley de corrientes para el amplificador sumador

De igual forma se asumirá que en la entrada inversora (-) hay un nodo común el cual se llamará Vx.

Amplificador sumador
Figura 2. Nodo Vx para el sumador

Análisis de nodos para el amplificador sumador

Nota 1: Para entender lo que hicimos en la ecuación anterior, no olvides visitar el contenido de los análisis de nodos.

Nota 2: R4 = Rf donde Rf es resistencia de feedback o resistencia de retroalimentación.

Nota 3: Vx = 0 por el concepto de masa o tierra virtualRecordemos que la impedancia de entrada en un amplificador operacional es grande y que la corriente que circula entre las terminales inversora y no inversora es en el orden de los nanoamperios (nA).

Asumiendo lo planteado en la nota 3:

La ecuación quedaría de la siguiente forma:

 

Ecuación del amplificador sumador

Se procede con la solución de las fracciones.

 

amplificador sumador, fracciones

Se despeja Vo.

Ecuacion -Vo sumador

Se simplifican los numeradores de la ecuación para que ésta quede más definida.

 

amplificador sumador

Multiplicando por (-1) a ambos lados, la ecuación quedaría de la siguiente forma:

 

sumador inversor

Y asumiendo lo dicho anteriormente expresado en la nota 2, la ecuación finalmente quedaría así. (Recordar nota 2).

 

EJERCICIO SUMADOR DE VOLTAJE.

Para el circuito de la figura 3. Se debe encontrar el valor de Vo y comprobar mediante simulación el voltaje de salida respecto al valor calculado.

sumador inversor de voltaje
Figura 3. Ejercicio de sumador inversor de voltaje.

SOLUCIÓN EJERCICIO SUMADOR DE VOLTAJE.

Se aplica la ecuación deducida anteriormente de la demostración, se realizan las operaciones y el resultado final da un voltaje invertido de -9V. 

SIMULACIÓN SUMADOR DE VOLTAJE.

 

Simulación sumador de voltaje.
Figura 4: Simulación de un sumador de voltaje inversor

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Amplificador Operacional. Sumador de voltaje.
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Guia fácil de análisis del circuito sumador de voltaje con amplificador operacional
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