Analizando el amplificador sumador, ¿Qué es y cómo funciona?

Analizando el amplificador sumador, ¿Qué es y cómo funciona?
Juan Carlos G2020-10-17

Hola, si eres nuevo en mi sitio de Amplificadores, quiero que sepas que este post forma parte de un pequeño curso sobre amplificadores operacionales (AO), que estoy creando y que es completamente gratis para ti, hoy toca analizar al Amplificador Sumador, una de las configuraciones más importantes y que no puede faltar en este tutorial.

Y como todo lleva un orden te invito a revisar el post anterior donde:

Bien, comencemos y espero sea de tu agrado y me ayudes a compartir.

 

 

¿Qué es el amplificador sumador?

Quizá en algún momento hayas escuchado hablar del amplificador operacional restador o diferencial, o el amplificador comparador, y quizá desde el principio dedujiste que, si existe un amplificador operacional restador, existe un amplificador operacional sumador.

Bueno, llego la hora de conocerlo y saber de qué trata esta configuración que realiza sumas a lo loco. ¡Atento!

Imagínate que estás haciendo un experimento de electrónica, y necesitas un voltaje negativo mayor a 5v, es decir, sumar dos voltajes:

  • El primer voltaje de 3.3v
  • Y el segundo de 1.8v.

Pues aquí es donde el amplificador sumador puede entrar en papel de protagonista, ya que será capaz de sumarte esos voltajes y entregarte en la salida -5.1v, por lo tanto.

El amplificador sumador se define como un circuito eléctrico, el cual tiene la capacidad de sumar dos señales de entrada, cuyo valor de la suma es entregado a la salida del circuito.

Como ya debes de imaginar y quizá se te haga algo obvio, el circuito está hecho a partir de amplificadores operacionales.

 

¿Cómo funciona un amplificador sumador?

El principio de funcionamiento es sencillo, se trata de un AO el cual tiene una resistencia de realimentación. Esta configuración consiste de entradas de voltaje por medio de resistencias (pueden ser cualquier número de resistencias, las cuales serán las entradas del voltaje a sumar).

Estas entradas pueden estar conectadas al pin inversor (-) o no inversor (+) del amplificador operacional.

El trabajo que realiza el amplificador en esta configuración es sumar estas múltiples señales de entrada; es decir, añade de manera algebraica dos o más señales de voltaje, permitiendo que la señal de salida sea el resultado de la suma.

Más adelante haremos un ejercicio con lo cual te quedará claro su funcionamiento.

 

Características del amplificador sumador

Algunas características importantes de este amplificador son las siguientes:

  • Puede ser inversor o no inversor (este último lo veremos más adelante).
  • Podemos aplicar más de dos entradas de voltaje.
  • La mezcla de señales lineales en este amplificador no produce interacción entre las entradas. Es por esto que podemos acomodar en el circuito cualquier número de entradas, sin embargo, debemos añadir resistencias de entrada en el nodo suma.
  • Tiene una impedancia de entrada infinita.
  • Tiene aplicación tanto en corriente alterna como en corriente directa.
  • En el sumador inversor, la salida es de polaridad opuesta a la suma de las señales de entrada.

Desde mi época de estudiante esta configuración es una de las que me ha gustado analizar y por eso he decidido compartir contigo el método de análisis que yo aprendí.

 

Método general de análisis del amplificador sumador

Excelente, con lo aprendido hasta el momento revisemos como podemos resolver este tipo de circuito en una forma general y después con un ejemplo.

 

Diagrama general de conexiones

Diagrama general de conexiones del amp op sumador

  • Como puedes observar, tenemos 3 entradas de voltajes, y una más aclarando que pueden ser cuantas entradas queramos (Vn, Rn).
  • Puedes también apreciar que el pin no inversor está conectado a tierra con su resistencia de protección (R+), por lo tanto, tiene un valor de voltaje de 0v, cosa que influye demasiado en el funcionamiento del amplificador.

Si se considera un amplificador operacional ideal, podemos establecer que:

V- = V+ = 0

Lo anterior significa que las intensidades que pasan por cada rama son independientes, y a intensidad total que atraviesa la resistencia de realimentación (Rf) es la sumatoria de cada una de las intensidades que pasa en cada rama de entrada.

I = I1 + I2 + I3 + ... + In

Y nuestra tensión de salida se puede calcular con la siguiente expresión:

Formula para calcular el voltaje de salida del amplificador sumador

No es tanto lio ¿Verdad? Y aun se puede simplificar más. Por ejemplo, si todas las resistencias tienen el mismo valor y son iguales a Rf, la expresión quedaría de la siguiente manera:

Vout = - (V1 + V2 + V3 + ... + Vn)

 

Ahora, si nuestras entradas están conectadas a una misma fuente de voltaje, es decir, que las entradas tengan la misma tensión, la expresión queda de la siguiente manera:

Formula de salida del amp op sumador simplificada

Recuerda que, en este caso, la salida es la inversa de la suma de las tensiones de entrada.

Mientras tanto, si deseamos diseñar un circuito conociendo previamente el valor de voltaje de salida, también podemos calcular el valor de las resistencias con las siguientes expresiones:

Formulas para calcular las resistencias en un amplificador sumador

En esta configuración, cada entrada tiene su propia impedancia de entrada, la cual será la misma resistencia de entrada, la entrada V2 presentará una impedancia de entrada R2.

Al combinarse las resistencias de entrada (Rn) con la resistencia de realimentación (Rf), forman un amplificador inversor de corriente continua de ganancia establecida por la siguiente expresión, que se aplica para cada una de las entradas:

Formula de la ganancia en un amp op sumador

Si se tratase de un amplificador sumador para corriente alterna (CA), funciona igual que el sumador en corriente directa, sin embargo, se le agrega a las entradas capacitores de acople y en la salida del amplificador un condensador de desacople.

 

Ejercicio amplificador sumador

Diagrama ejercicio del amplificador sumador

¿Cuál es el valor del voltaje de salida para este circuito?

Muy bien, es realmente sencillo calcular el valor del voltaje de salida (Vout), y es que, si analizamos el circuito, nos podemos percatar de que todas las resistencias son iguales, lo que quiere decir que se ajusta a la siguiente expresión:

Vout = - (V1 + V2 + V3 + ... + Vn)

Sustituimos y calculamos:

Vout = - (3.3v + 4v + 5v)

Vout = -12.3v

 

Como puedes ver es un circuito que hace mucho con un método de análisis muy sencillo, te invito a que hagas tus propias configuraciones y me escribas, me gustaría saber si este post te ha ayudado.

 

Aplicaciones del amplificador sumador

  • El amplificador sumador es un dispositivo muy flexible al tratarse de aplicaciones donde se tengan que combinar señales.
  • Tiene una fuerte aplicación en los mezcladores de audio, en los cuales el amplificador se encarga de sumar varias señales con ganancias iguales.
  • Podemos utilizar el amplificador sumador como convertidor de binario a voltaje; solo basta con que se coloquen resistencias desiguales en las entradas.
  • Finalmente, también son conocidos por tener la capacidad de aplicar un voltaje de corriente directa (AC) junto con una señal en corriente alterna (CA). Esto se ocupa generalmente en circuitos de modulación.

Excelente, hemos finalizado otro gran capitulo de este pequeño curso de amplificadores, espero que lo estés disfrutando y que me ayudes a compartir para llegar a mas colegas que lo necesiten, nos vemos en el siguiente capitulo, y si ya lo he subido corre a verlo.

 

Comprar en online

1
Módulo de amplificador operacional LM358 100 veces de ganancia de 5 unidades

Módulo de ampl

Ver en Amazon

Características

    Ver en Amazon
    2
    Circuitos electrónicos con amplificadores operacionales / Electronic circuits with operational amplifiers: Problemas, fundamentos teóricos y técnicas ... and Techniques of Identification and Analysis

    Circuitos elec

    Ver en Amazon

    Características

      Ver en Amazon
      3
      diybigworld LM358 100 ganancia amplificación de señal módulo amplificador operacional DC5 – 12 V

      diybigworld LM

      Ver en Amazon

      Características

        Ver en Amazon
        4
        nte electronics nte858 m Dual jfet-input de poco ruido de circuito integrado amplificador operacional, 8-lead Mini Dip paquete, 18 V tensión de alimentación

        nte electronic

        Ver en Amazon

        Características

        • Baja distorsión armónica: 0,01% tipo
        • Low Bias de entrada y Offset corrientes
        • Alta velocidad de rotación: 13 V/μS tipo
        • Amplia banda de ganancia: 4 MHz Tipo
        • Suministro de corriente baja: 1,4 mA por Amp
        Ver en Amazon
        5
        ASHATA OPA1622 Amplificador operacional Doble Placa de Producto Terminado Salida de Alta Corriente Baja distorsión Amplificador operacional de Audio SoundPlus

        ASHATA OPA1622

        Ver en Amazon

        Características

        • El OPA1622 es un amplificador operacional de audio SoundPlus de entrada dual bipolar.
        • El dispositivo presenta una baja densidad de ruido de 2.8nV / Hz y un bajo THD + N de -119.2dB a 1kHz, mientras que también maneja una carga de 32Ω a una potencia de salida de 100mW.
        • Las especificaciones de la alta relación de rechazo de la fuente de alimentación de CA (PSRR) y la relación de rechazo de modo común (CMRR) del OPA1622 eliminan el ruido de la fuente de alimentación, ideal para aplicaciones de audio portátiles.
        • El dispositivo presenta una unidad de alto rendimiento de + 145mA / -130mA para auriculares con unidad directa.
        • El OPA1622 admite un amplio rango de voltaje de suministro de ± 2V a ± 18V con una corriente de suministro de solo 2.6m por canal.
        Ver en Amazon
        6
        Gimax TL071CP TL071 DIP-8 - Amplificador operacional (10 unidades)

        Gimax TL071CP

        Ver en Amazon

        Características

        • Número de modelo: TL071CP.
        • Tipo de unidad: lote (10 piezas/lote)
        • Peso del paquete: 0,1 kg.
        • Paquete: DIP8.
        Ver en Amazon
        7
        Amplificadores operacionales y otros dispositivos especiales: Teoría, práctica y ejercicios resueltos y propuestos (Electricidad y Electrónica nº 3)

        Amplificadores

        Ver en Amazon

        Características

          Ver en Amazon
          8
          Voltaje de precisión Fuente de referencia Entrada de placa Salida de voltaje amplio ± 2.5V 3.3V 5V 7.5V 10V 12V para amplificador operacional TV LCD(±7.5V)

          Voltaje de pre

          Ver en Amazon

          Características

          • Alta precisión y salida dual: salida premium positiva y negativa de salida dual ± 1% de precisión del módulo fuente de referencia de voltaje.
          • Amplias aplicaciones: el módulo es ideal para aplicarse en amplificadores operacionales, ADC, DAC, equipos de audio, TV LCD, equipos de instrumentación, dispositivos wifi/enrutadores/ethernet.
          • Componentes electrónicos de alta calidad: fabricados con componentes electrónicos de alta calidad y proceso de precisión, es duradero para un uso prolongado.
          • Paso de pasador de 2.54 mm: paso de pasador de 2.54 mm, adecuado para placa de desarrollo mcu amigable con tableroEl terminal tiene un buen rendimiento de contacto, para garantizar su funcionamiento estable.
          • Servicio al cliente: puede contactarnos si tiene algún problema con nuestro producto, le daremos una respuesta satisfactoria.
          Ver en Amazon

           

          Post relacionados

          Secretos del Amplificador Operacional (AMP OP) ¿Qué es y cómo funciona?

          Secretos del Amplificador Operacional (AMP OP) ¿Qu...

          ¿Cansado de llegar a sitios sin respuestas? 🤨 Hoy...

          El Amplificador Inversor, ¿Qué es? Características y ejemplos

          El Amplificador Inversor, ¿Qué es? Características...

          El ▷ AMPLIFICADOR INVERSOR ◁ es una de las configu...

          El Amplificador No Inversor, funcionamiento y análisis

          El Amplificador No Inversor, funcionamiento y anál...

          El 【 ▷▷ AMPLIFICADOR NO INVERSOR ◁◁ 】 nos permite ...

          Funcionamiento del Amplificador seguidor de voltaje y sus características

          Funcionamiento del Amplificador seguidor de voltaj...

          El 【 AMPLIFICADOR SEGUIDOR DE VOLTAJE 】 La princip...

          Amplificador comparador, análisis y funcionamiento

          Amplificador comparador, análisis y funcionamiento...

          El 【 AMPLIFICADOR COMPARADOR 】Es una de las formas...

          Amplificador sumador no inversor, análisis y funcionamiento

          Amplificador sumador no inversor, análisis y funci...

          Hoy aprenderás todos los secretos del AMPLIFICADOR...

          Amplificador restador, análisis y funcionamiento

          Amplificador restador, análisis y funcionamiento...

          El AMPLIFICADOR RESTADOR ✔️ entrega a la salida la...

          Amplificador de Instrumentación, etapas y funcionamiento

          Amplificador de Instrumentación, etapas y funciona...

          El ▷ AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN ◁ Es un circu...

          Amplificador integrador ¿Qué es y Cómo funciona?

          Amplificador integrador ¿Qué es y Cómo funciona?...

          Hoy toca analizar al AMPLIFICADOR INTEGRADOR, apre...

          Amplificador derivador, análisis y diseño

          Amplificador derivador, análisis y diseño...

          Hoy aprenderás a derivar señales con un ▷▷ AMPLIFI...

          Convertidor de voltaje a corriente con amplificadores, análisis y diseño

          Convertidor de voltaje a corriente con amplificado...

          Hoy aprenderás analizar un AMPLIFICADOR CONVERTIDO...

          Utilizando el Amplificador 741, ejemplos y ejercicios

          Utilizando el Amplificador 741, ejemplos y ejercic...

          Hoy aprenderás todo sobre el ✔️ AMPLIFICADOR OPERA...

           


          Juan Carlos G

          Desarrollador de sistemas de rastreo satelital

          Hola, sean bienvenidos todos a Amplificadores.info, he creado este blog donde intentare enseñar todo lo que se sobre la amplificación de señales, lo hare tal y como lo aprendí mientras estudiaba Ingeniería eléctrica electrónica en la UNAM. Espero les guste, ya que, mi objetivo es aportar mi granito de arena en las nuevas generaciones.

          Puedes seguirme en mis redes