Restar dos tensiones con un op-amp

Question

Soy esencialmente un chico digital, y estoy acostumbrado a usar un comparador para comparar dos voltajes y dar un alto o bajo dependiendo de sus valores relativos.

Ahora, en cambio, quiero restar una tensión a otra, y que la diferencia esté disponible como salida.

He hecho el siguiente circuito, pero no parece funcionar bien:

Estoy usando dos op-amps como seguidores de voltaje, y alimentándolos en las entradas inversoras y no inversoras de otro amplificador. El chip op-amp cuádruple (LM324) tiene una sola alimentación (9v).

EDIT: ver mi comentario a la respuesta aceptada -- estaba en el camino correcto, pero tenía un pin doblado en uno de los pines de salida.

Ahora bien, como no tengo una alimentación negativa, por lo que la salida no puede ir en negativo, lo que realmente quiero es que la salida esté sesgada por +2,5 voltios, de forma que si ambos potes están ajustados a la mitad la salida sea de 2,5v, no cero. En lugar de añadir la resistencia desde el pin 12 a tierra, he probado a poner una resistencia de 4,7K desde la entrada no inversora (pin 12) a una referencia de 2,5v, y eso parece añadir el offset que quería.

Así que ahora parece hacer lo que quiero.

Answer 1

Esto debería funcionar, pero normalmente también hay una resistencia desde la entrada no inversora a tierra:

Si \$\dfrac{R4}{R2} = \dfrac{R3}{R1}\$ entonces:

\$V_{OUT} = \dfrac{R_{3}}{R_{1}} \times (V_{IN+} - V_{IN-})\$

Para minimizar el error de desplazamiento, ambas entradas tienen que ver la misma impedancia, y por lo tanto \$R1 = R2\$ y \$R3 = R4\$ .
Si se omite R4 sólo se obtendrá un factor de escala para la tensión en la entrada no inversora, es decir:

\$V_{OUT} = 2 \times V_{IN+} - V_{IN-}\$

pero cambiar el ajuste del potenciómetro inferior debería tener definitivamente un resultado en la salida. ¿Mediste los voltajes en ambas entradas?

¿Qué ocurre si ajustas la tensión inferior a 2,5V y la superior a 1V? La entrada inversora también debería ser de 2,5V, y la salida de 4V. ¿Qué mide?

Nota: especialmente el seguidor de voltaje inferior no es necesario en tu versión; la corriente de entrada del opamp es lo suficientemente baja como para ser despreciable para la mayoría de los usos, y por cierto, ¡estás conectando el wiper del potenciómetro a una entrada exactamente igual!

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Más información
tutorial sobre el amplificador diferencial (¡Interesante sitio en general!)