技術解説 オペアンプの応用-減算回路

アナログ回路設計

オペアンプの応用-減算回路

減算回路動作原理

減算回路は、差動増幅回路の原理を使用しています。つまり、２つの入力信号の差分を増幅します。

減算回路の基本回路を下図に示します。

減算回路動作の原理

まず、Vin-の電圧を求めます。

(V1－Vin-)・R1 ＝ (Vin-－Vo)/R2

が成り立つので

Vin- ＝ (R2・V1 ＋ R1・Vo)/R1 ＋ R2

となります。

Vin+は、単純にV2をR3/R4で分圧したものなので、

Vin+ ＝ R4/(R3＋R4) × V2

です。イマジナリーショート(仮想短絡)で

Vin-＝Vin+

となるので

R2×V1+R1×Vo/R1+R2＝R4/(R3+R4)×V2

R1/(R1+R2)×Vo=R4/(R3+R4)×V2－R2/(R1+R2)×V1

となります。ここで、R1=R3, R2=R4とすると

R1/(R1+R2)×Vo＝R2/(R1+R2)×V2－R2/(R1+R2)×V1

R1Vo＝R2V2-R2V1

となり、

Vo＝R2/R1(V2-V1)

が導かれます。よって、V1とV2の差分を増幅する結果になります。