지난 시간에는 연산증폭기 중
가산증폭기를 공부했었습니다.
차분증폭기는 가산증폭기와 원리가 비슷합니다.
해서 짧게 이번시간 마무리 해보도록 하겠습니다.
가산증폭기가
여러 입력이 존재하는 경우 입력에 가중치를 두어 합산한 값을 출력하는 것이라면
차분증폭기는
두 입력 사이의 차이만큼 증폭하는 기기입니다.
두입력의 차이만큼 증폭한다는 의미는 돌려 표현하면
두입력상 공통적으로 인입되는 신호는 무시하겠다는 의미로 해석하시면 되는데요.
그림을 보겠습니다.
차분증폭기는 이렇게 생겼습니다.
외부에 전압원 두개가 있고
이상적인 연산증폭기를 가정하고 문제를 해석하는 것이기 때문에
양 입력단 전류는 0입니다.
(V1 - Vo) / R1 = (Va - Vo) / R2
라고 쓸수 있겠죠.
또한
(V2 - Vb)/R3 = Vb / R4 입니다.
Va = Vb
이 수식을 잘 정리하면
아래 수식을 얻을 수 있어요.
Vo = {R2(1+R1/R2)}*V2/{R1(1+R3/R4)} - V1* R2/R1
우리가 위 수식에서 알 수 있는 건.
V1 = V2 가 동일하고
R1/R2 = R3/R4
비율이 성립될 때
아래 수식으로 정리될 수 있다는 사실인데
Vo = (R2/R1)*(V2-V1)
정리해보면 V2와 V1의 차이만큼을 R2와 R1의 비율로 출력을 조정할 수 있다 입니다.
예를들어 이런겁니다.
V2 = 6[V]
V1 = 5[V]
R1 = R2
인 경우에는
단순히 뺄셈 계산기의 역할을 수행할겁니다.
허나
V2 = 6[V]
V1 = 5[V]
R2/R1= 0.8 인 경우에는
0.8[V] 출력이 나옵니다.
뺄셈 계산기는 뺄셈 계산긴데
감도를 조정할 수 있다는 겁니다.
어디에 이런게 응용될 수 있을까요??
R2/R1이 가변저항으로써 그 비율이 계속 변할 수 있다고 한다면,
어떤 전압을 넣던
일정한 출력을 내고 싶은 경우가 있어요.
예시에 든것처럼 0.8[V]가 나오게끔 하고싶은데
어떤 이유로
V2가 7[V]
V1이 5[V]
들어갔다면 어떨까요?
R2/R1 비율이 0.8로 동일하다고 했을때
출력은 1.6[V]가 나올겁니다.
허나 R2/R1의 비율이 0.4가 된다면요?
출력은 0.8[V]가 나오겠죠?
즉 입력의 값자체가 통제가 안되고 변하더라도
저항의 비율을 통해서
일정한 출력을 내보낼 수 있다는 의미...!
정전압 소자가 구현되었네요.
지난시간과 다르게 내용 설명이 다소 짧았습니다.
가산기와 감산기는 그 맥락이 같기 때문에
자세한 설명보다는 이상적인 연산증폭기가 이런 원리로 응용되고 있다는 사실을
숙지하실 수 있도록 이글을 작성했습니다.
이로써 이상적인 OP AMP 포스팅을 마치겠습니다.
이 포스팅을 시작하기에 앞서
어떠한 방법으로 이산적인 연산증폭기가
계산에 응용될 수 있는지 말씀드렸었죠.
미분 적분과 같은 고급계산에 대해서 설명하지는 못했지만,
모든 연산수식이 덧셈과 뺄셈에서 이루어지는 것이니 만큼
기초적인 원리를 탄탄히 이해하시고 필드엔지니어로 몸담으신다면
분명 배웠던 것들이 서로 매칭되는 때가 있을겁니다.
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