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P 6.5-5 Design the
operational amplifier circuit in Figure P 6.5-3 so that vout = 5 · v1 – 2 · v2 |
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Let’s try a basic difference amplifier. The circuit is |
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The voltage output is given by |
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Trying to simplify use |
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The output reduces to |
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This will not work as the
coefficients need to be same and we are trying to create |
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So using the more complex
relationship, make This means we replace with |
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Which creates relation |
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But we really don’t want to deal with
negative resistances, so try a new circuit.
Let’s consider a basic summing amplifier |
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The voltage output is given by |
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This will allow us to produce
different coefficients, but they are both negative, so if we add an inverting
amplifier to one input we can swap the sign.
So an inverting amplifier looks like |
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The voltage output is given by |
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Since we want |
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And the summing amplifier
makes things negative, we will put inverting amplifier on the first voltage
and have the circuit below: |
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Now the voltage output is
given by first consider the summing amp still gives us |
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But now is which is given by |
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So combining we get |
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And so we must have |
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Many possible choices can
fulfill these conditions, so there are many possible answers,
again keep the values in the kΩ
range to keep op-amps acting like ideal op-amps. One choice is given by |
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As you can see if we make |
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We correctly get a |
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