Componentes de la electrónica: cómo añadir tensión a un amplificador operacional

Un amplificador operacional se puede utilizar para sumar o restar dos o más tensiones. Un circuito electrónico que añade tensiones se llama amplificador sumador. Un amplificador sumador tiene dos entradas y una salida cuyo voltaje es la suma de las dos tensiones de entrada pero con la polaridad opuesta. Si una de las entradas es 1,5 V y el otro es 1,0 V, por ejemplo, la tensión de salida será -2,5 V.

Para el amplificador sumador de trabajar, las resistencias R1, R2 y R3 debe ser todos el mismo valor.

Si todas las resistencias en un amplificador sumador son los mismos, la tensión de salida será la suma de los voltajes de entrada. Esta es la forma habitual para configurar un amplificador sumador, aunque puede variar los valores de resistencia, si quieres.

Si las resistencias tienen valores diferentes, cada uno de los voltajes de entrada se pondera de acuerdo con el valor de la resistencia en su circuito de entrada, que tiene el efecto de multiplicar cada voltaje de entrada por un determinado valor antes de que se suman las tensiones. El valor exacto por el cual cada entrada es multiplicada depende de la combinación de resistencias que utiliza.

Si R1 es 1 y R2 es k 10 k, por ejemplo, la tensión de entrada aplicada a través de la resistencia de 1 k se multiplica por 10 antes de ser añadido a la tensión aplicada a través de la resistencia de 10 k. Por lo tanto, si la entrada en la que R1 es 1 V, y la entrada en R2 es 2 V, la tensión de salida será -12 V. (Para esta fórmula funcione, R3 debe ser también 10 k.)

La fórmula real para el cálculo de la tensión de salida basado en las tensiones de entrada y los valores de resistencia es:

Aquí hay algunos ejemplos que deben darle una idea de cómo el circuito se comportará cuando R1 es 1 k y ambos R2 y R3 son 10 k:

Un inconveniente del amplificador sumador es que invierte la polaridad de la entrada, pero se puede alimentar fácilmente la salida de un amplificador sumador a la entrada de un inversor de ganancia unidad. Aquí, el segundo amplificador operacional invierte la polaridad de la salida del amplificador sumador, que tiene el efecto de volver a la polaridad de la tensión de salida a la polaridad de las entradas originales.

Un uso común para un circuito amplificador sumador es como un mezclador de audio. Cuando este tipo de circuito se utiliza como un mezclador de audio, cada entrada está conectada a un micrófono. El amplificador sumador combina todas las entradas de micrófono mediante la adición de los voltajes de cada micrófono, y la salida resultante se envía a otra etapa del amplificador.

Las resistencias en cada circuito de entrada son a menudo potenciómetros, lo que le permite variar el nivel de señal de cada fuente de entrada. Cuando aumenta la resistencia en uno de los circuitos de entrada, a menos de que la entrada está representado en la mezcla de salida - especialmente útil si uno de sus cantantes es una clave poco apagado.

Un circuito amplificador sumador se puede ampliar con entradas adicionales. Aquí es un circuito con cuatro entradas que utilizan potenciómetros para controlar el nivel de cada entrada. Puede añadir tantas entradas como quiera, pero hay que asegurarse de que el voltaje total combinado de todas las entradas no supera la tensión de alimentación (menos un voltio o dos).

Una variación final del circuito amplificador sumador se utiliza en conjunción con un segundo amplificador operacional configurado como un inversor. Esta configuración conserva la polaridad de los voltajes de entrada.