Mezclador de audio con amplificador operacional no inversor

Estoy sumando 3 señales de fuentes y solo 1 genera una señal sinusoidal con una amplitud de 100 mV. Obtengo 33 mV en la salida de la configuración no inversora y, en caso de inversión, tengo 100 mV en la salida. ¿Por qué?

En el amplificador superior, la unión de suma es una tierra virtual, por lo que la corriente de retroalimentación coincide exactamente con la corriente en la tierra virtual y la salida es la suma invertida de los voltajes de entrada (modificados por la relación de resistencia, aquí sin modificar porque todas las resistencias son las mismas). mismo)

En el amplificador inferior, el 470K básicamente no hace nada, así que lo ignoraré.

Las tres entradas fluyen hacia un divisor de voltaje de tres vías, por lo que, dado que las resistencias son iguales, se promedian, por lo que 0,0,100 mV le da 33,3 mV.

el amplificador solo amortigua lo que da una salida de 33.3mV.

Si desea 100 mV del amplificador no inversor, configúrelo para que tenga una ganancia de 3, por ejemplo: 2 K desde la salida hasta la entrada inversora y 1 K desde allí hasta tierra.

La clave para recordar con opamps es que con retroalimentación negativa, en una configuración estable, las entradas + y - tendrán el mismo voltaje.

En la inversión, esto significa que el - también es tierra y se comporta como un amplificador de transimpedancia (corriente), donde las corrientes de entrada están dadas por la V _en sy la resistencia. En el caso de no inversión, tiene un promediador de voltaje seguido de un amplificador seguidor de voltaje con ganancia 1.

El comentario de Oldfart puede ser pedantemente correcto, pero desde una perspectiva práctica y útil, tiene dos arreglos de amplificadores sumadores, uno con una ganancia de -1 y otro con una ganancia de 1/3.

También responderé mi propia pregunta (quiero dejar la pregunta original como está). Después de las respuestas de Jensen que más me ayudaron y también gracias a Oldfart y David, aquí está mi resumen. Básicamente, es posible simplificar los circuitos para entender lo que está pasando. En caso de no inversión, el circuito se simplifica a solo un divisor de resistencia. El V3 es una fuente de voltaje y si las otras fuentes V1 y V2 no emiten una señal, son conexiones a tierra. Por lo tanto, en el caso de "no invertir", el esquema se simplifica así:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Si usamos la fórmula del divisor de voltaje obtenemos que Vop_amp = V3 * (R2,3 / (R4 + R2,3)) = 100mV * (0.5k / 1.5k) = 100mV * 0.333 = 33.3mV Que es exactamente lo que veo en las simulaciones.

Lo que significa que es un circuito de mezcla pasivo como dijo Oldfart.

En el caso de un circuito inversor, la parte anterior al amplificador operacional se puede simplificar así:

Como dijo Jasen:

En el amplificador superior, la unión de suma es una tierra virtual, por lo que la corriente de retroalimentación coincide exactamente con la corriente en la tierra virtual y la salida es la suma invertida de los voltajes de entrada (modificados por la relación de resistencia, aquí sin modificar porque todas las resistencias son las mismas). mismo)

También encontré una página web sobre circuitos de mezcla de audio donde se explica exactamente el mismo tema (y los circuitos son muy similares). Algunas explicaciones en este sitio web pueden ser un poco complicadas, pero en general es un material muy bueno para el mismo tema.

https://sound-au.com/articles/audio-mixing.htm

@Jüri Bogatkin, me gusta tu respuesta y solo la enriqueceré con más "filosofía". Trataré de explicar no solo CÓMO se hace el circuito sino POR QUÉ se hace de esta manera.

Si observa detenidamente los dos circuitos, encontrará que son el mismo verano de resistencia de 4 entradas + amplificador operacional. La única diferencia está en el voltaje de entrada de la cuarta entrada: en el circuito no inversor, se aplica 0 V (tierra) a R1 (la tierra es la "fuente"), mientras que en el circuito inversor, VOUT se aplica a R5 (el op -la salida del amplificador es la fuente). En otras palabras, el voltaje de salida del amplificador operacional ha reemplazado el voltaje de tierra cero en el extremo inferior de R1. ¿Cual es el punto de esto?

El voltaje de salida de la humilde red de suma de resistencias no es deseable ya que disminuye las corrientes de entrada y las hace interdependientes. Entonces, tenemos que quitarlo (cero)... pero lo necesitamos ya que este es el voltaje de salida (la suma).

El truco inteligente es eliminar este voltaje por un voltaje equivalente pero opuesto y usar este último como voltaje de salida . El amplificador operacional hace este trabajo. "Observa" el voltaje del punto de suma y lo "jala" hacia arriba o hacia abajo en la dirección opuesta (como un "tira y afloja") hasta que este voltaje sea cero. Por lo tanto, este punto siempre es "tierra virtual" y el voltaje de salida del amplificador operacional representa su voltaje (con un signo opuesto).

El voltaje de salida del amplificador operacional siempre es igual a la caída de voltaje en R5 y lo compensa. Hablando en sentido figurado, actúa como una "resistencia negativa" con resistencia -R5. El resultado es una resistencia cero... como si el punto de suma estuviera conectado a tierra mediante un cable... pero todavía hay voltaje de salida en la salida del amplificador operacional...

Finalmente, formulemos una "regla de oro" para convertir un circuito sumador pasivo en un circuito inversor activo :

1. Agregue otra entrada (resistencia).

2. Suminístrele un voltaje de compensación que neutralice el voltaje de salida del circuito sumador pasivo.

3. Utilice el voltaje de compensación como el voltaje de salida.

Consulte también una historia de Wikilibros sobre el circuito sumador pasivo y descargue una película Flash interactiva (archivo exe con reproductor Flash integrado) sobre el verano inversor del amplificador operacional.