前言

本人是菜鸟,有错误欢迎斧正,近期在看仪表放大器,其第二级放大电路就是一个减法器,大学教的我也忘的差不多了,于是开始网上冲浪,可是网上都是根据具体电路分析,或者分析的跳跃度很大,我被搞懵了,我如果不理解公式的推导,我会排斥记下这个公式。所以我为了避免后来者和我我一样。我觉得我需要一步一步,一点一点推出来减法器的公式。


公式推导

在这里插入图片描述
上面是我绘制的减法器的图,首先需要满足的是R1_1=R1,R2_2=R2。
思路就是根据叠加原理算出反相与同相的输出方程,再进行相加,最后整理一下即可。下面开始推导。
首先将V2=0;
V+=(V1-V3) * R2 / (R1+R2) + V3 整理后可以得出 V+=(V1R2+V3R1) / (R1+R2)
(V+表示同向端电压,V-表示反向端的电压)
然后Vo就等于V+ 乘以 同相增益方程(也就是放大倍数)公式如下
Vo=(V1R2+V3R1) / (R1+R2) * (R1_1+R2_2) / R1_1
因为R1_1=R1,R2_2=R2 整理后得出
Vo=(V1R2+V3R1) / R1

然后将V1=0,V3=0;
Vo=V2 * (-R2_2) / R1_1

再将两式加在一起得出

Vo = V2 * (-R2_2) / R1_1+(V1R2+V3R1) / R1整理后得出
Vo = R2 / R1 * (V1-V2) + V3

再当R1=R1_1=R2=R2_2时

Vo=V1-V2+V3


应用

AD620是一款仪表放大器,其内部就使用了减法器,如红框所示在这里插入图片描述
其就遵循R1=R1_1=R2=R2_2
所以Vo=V1-V2+V3,REF引脚就是V3,一般接入ADC采集的基准电压,或者加入一定的偏移。

与其相似的芯片还有很多,如INA128,INA828等等。

总结

我分析的可能会存在错误,请不要听信一家之言,请全面分析,有任何问题可以私信联系我。

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