Operațional amplificatoare sunt disponibile în diferite configurații. A amplificator de însumare este unul dintre tipuri, care este utilizat pentru combinarea tensiunilor disponibile pe un minim de două intrări sau mai mult într-o singură tensiune o/p. Amplificatorul operațional inversor are o singură tensiune de intrare care este furnizată terminalului de intrare inversor. Dacă dăm mai multe rezistențe de intrare terminalului de intrare inversor, fiecare intrare este echivalentă cu valoarea inițială a rezistenței de intrare, cunoscută sub numele de amplificator de însumare. Acest amplificator procesează adăugarea și scăderea tensiunilor. Există două tipuri de amplificatoare de însumare; inversoare și neinversătoare. Acest articol oferă informații scurte despre a amplificator de însumare neinversoare , funcționarea și aplicațiile sale.
Ce este un amplificator de însumare fără inversare?
Un tip de configurație de circuit Op-Amp folosit pentru a furniza o ieșire însumată, cu aceeași fază sau polaritate este cunoscut sub numele de amplificator de însumare fără inversare. Aceste tipuri de amplificatoare de însumare utilizează tehnica de cuplare directă, care indică faptul că semnalele sursei sunt conectate și direcționate către Op-Amp.
În acest tip de configurație de amplificator operațional, intrarea de inversare a amplificatorului operațional este legată la pământ. Intrarea neinversabilă este conectată cu tensiunea de intrare printr-un rezistor sau direct. Tensiunea de ieșire a acestui amplificator de însumare fără inversare poate fi determinată utilizând următoarea formulă:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Unde „Rf” este rezistența de feedback, „R1” este rezistența de intrare și Vin este suma tensiunilor de intrare aplicate.
Funcționează amplificatorul de însumare fără inversare
Un amplificator de însumare fără inversare oferă o sumă o/p a semnalelor i/p, inclusiv polaritatea (sau) faza similară. Acest amplificator are mai multe surse de intrare și o singură ieșire unde aceste intrări sunt conectate la terminalul său neinversător prin rezistențe.
Fiecare semnal de intrare este conectat direct la un rezistor, în timp ce celălalt capăt al fiecărui rezistor este pur și simplu conectat la terminalul neinversător al amplificatorului operațional. După aceea, joncțiunea de însumare este conectată la GND printr-un rezistor de feedback. Deci, acest aranjament permite pur și simplu amplificatorului operațional să adauge diferite tensiuni de intrare cu ponderea adecvată decisă de valorile unui rezistor.
Ieșirea totală a acestui amplificator este suma tuturor tensiunilor de intrare conectate, unde greutățile individuale depind de rezistențele conectate cu intrările echivalente. Deci, intrarea și ieșirea acestui amplificator sunt în fază cu 0°.
Amplificator de însumare fără inversare care utilizează Op Amp
Schema circuitului amplificatorului de însumare neinversoare este prezentată mai jos. Această configurație a amplificatorului este similară cu amplificatorul neinversător. Tensiunile de intrare la acest amplificator sunt date către terminalul de intrare neinversător al Op Amp. Ieșirea acestui amplificator este transmisă înapoi prin feedback de polarizare a divizorului de tensiune către terminalul de intrare inversor. Acest circuit are trei intrări doar de dragul ușurinței, dar numărul de intrări poate fi, de asemenea, adăugat. Calculul tensiunii de ieșire a acestui amplificator este discutat mai jos.
Dacă tensiunea de intrare precum „VIN” este combinația tuturor semnalelor de intrare, atunci aceasta poate fi furnizată la pinul neinversător al amplificatorului operațional. Din circuitul amplificator de însumare neinversător de mai sus, putem calcula tensiunea de ieșire a acestui amplificator cu pinul de intrare VIN și în divizorul de feedback se folosesc rezistențe Rf și Ri. Deci, tensiunea de ieșire va deveni ca;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Ori de câte ori se află tensiunea de ieșire a acestui amplificator, atunci trebuie să decidem valoarea VIN. Dacă cele trei surse principale de intrare sunt V1, V2 și V3, iar rezistențele de intrare sunt; R1, R2 și R3, atunci intrările respective ale canalului sunt VIN1, VIN2 și VIN3 când alte canale echivalente sunt împământate. Prin urmare,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Aici, când ideea de teren virtual nu se aplică, toate canalele afectează canalele rămase. În primul rând, trebuie să calculăm partea VIN1 din VIN și prin matematică simplă; putem obține cu ușurință celelalte două valori ale VIN2 și VIN3.
Ori de câte ori V2 și V3 sunt împământate ajungând la VIN1, atunci rezistențele lor echivalente nu pot fi ignorate ca formează o rețea divizor de tensiune. Prin urmare,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
De asemenea, putem calcula celelalte două valori VIN2 și VIN3 ca
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Prin urmare,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
În cele din urmă, putem calcula tensiunea de ieșire ca;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) {V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3) ))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]}
Dacă luăm în considerare starea ponderată echivalentă specială acolo unde toate rezistențele cu valori similare, după aceea VOUT este:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
Proiectarea circuitului de însumare fără inversare este abordată prin proiectarea în primul rând a acestui amplificator pentru a avea câștigul de tensiune necesar. După aceea, rezistențele de intrare sunt alese cât mai mari posibil pentru a se potrivi tipului de amplificator operațional utilizat.
Funcția de transfer a amplificatorului de însumare fără inversare
Circuitul amplificator de însumare neinversoare cu trei intrări este prezentat mai jos. Dacă dorim să adăugăm trei semnale de intrare la amplificator, atunci funcția de transfer a amplificatorului cu însumare neinversoare cu trei intrări este discutată mai jos.
Folosind teorema de suprapunere, mai întâi, vom lăsa pur și simplu „V1” în acest circuit, iar V2 și V3 au devenit zero prin conectarea rezistențelor R2 și R3 la GND.
Pentru un amplificator operațional perfect, curentul de intrare al terminalului care nu inversează este considerat zero. Deci, rezistențele R1, R2 și R3 vor face un atenuator de tensiune prin rezistențele R2 și R3 în paralel. Deci „Vp” este;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Unde cu R2 || R3 am observat că valorile paralele R2 și R3.
Cu sursa de intrare V1, ieșirea unui amplificator operațional poate fi observată prin VOUT1 și poate fi scrisă ca;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Prin înlocuirea valorii Vp în ecuația VOUT1, putem obține;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
De asemenea, putem scrie VOUT2 & VOUT3 când numai semnalele de intrare sunt; V2 și V3 în mod corespunzător.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Adăugând ecuațiile de mai sus VOUT1, VOUT2 și VOUT3, funcția de transfer a unui amplificator neinversător care include trei semnale de intrare va deveni ca;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Diferența dintre amplificatorul de însumare inversor și neinversător
Principala diferență dintre amplificatoarele de însumare inversoare și fără inversare este discutată mai jos.
| Amplificator de însumare inversă | Amplificator de însumare fără inversare |
| Toate semnalele de intrare din acest circuit sunt transmise terminalului de intrare inversor al amplificatorului operațional, în timp ce terminalul care nu inversează este împământat. | Toate semnalele de intrare din acest circuit sunt transmise terminalului de intrare neinversoare a amplificatorului operațional, în timp ce terminalul inversor este împământat. |
| Acest amplificator de însumare funcționează pur și simplu similar cu amplificatorul operațional inversor | Acest amplificator de însumare fără inversare funcționează în mod similar cu amplificatorul operațional fără inversare. |
| Inversarea amplificatorului de însumare inversează faza semnalului de ieșire. | Amplificatorul de însumare fără inversare menține o fază similară cu semnalul de intrare. |
| Această configurație a amplificatorului oferă suma negativă a tensiunilor de intrare aplicate. | Configurația amplificatorului de însumare fără inversare oferă suma pozitivă a tensiunilor de intrare aplicate. |
| Diferența de fază în acest amplificator este de 180° între semnalul de intrare și de ieșire. | Diferența de fază în acest amplificator este de 0° între semnalul de intrare și de ieșire. |
| Feedback-ul din acest amplificator este furnizat acolo unde este furnizat semnalul de intrare. | Feedback-ul și semnalul de intrare din acest amplificator sunt conectate pur și simplu la diferite terminale. |
| Terminalul „+” este conectat la GND. | În acest amplificator, terminalul „-” este conectat la GND. |
| În acest amplificator, feedback-ul nu poate fi conectat la GND. | Feedback-ul din acest amplificator este conectat la GND cu un rezistor. |
| Acest amplificator oferă o ieșire inversată cu polaritate negativă (-ve). | Ieșirea produsă de acest amplificator este neinversată și exprimată cu +ve polaritate. |
| Polaritatea câștigului acestui amplificator este (-) negativă. | Polaritatea câștigului unui amplificator neinversător este (+) pozitivă. |
| Câștigul acestui amplificator este < sau > sau = la unitate (1). | Câștigul este întotdeauna > 1. |
Avantaje
The avantajele unui amplificator de însumare non-inversoare includ următoarele.
- Acest câștig de tensiune amplificator însumat este pozitiv.
- Semnalul de ieșire poate fi obținut fără inversarea fazei.
- Valoarea impedanței sale de intrare este mare.
- Câștigul de tensiune este variabil.
- În acest amplificator, se poate obține o potrivire superioară a impedanței.
The dezavantajele unui amplificator de însumare neinversoare includ următoarele.
- Acest amplificator are un dezavantaj principal în care câștigul circuitului va fi de două ori pentru canalul rămas conectat dacă una dintre intrări este detașată.
- Nu este recomandat să renunțați la plutirea pinilor care nu se inversează în timp ce detașați toate intrările.
- Posibile interferențe între intrare și alte intrări ar putea fi prezente cu o severitate în schimbare.
- Introducerea unei a treia intrări poate duce la o scădere a câștigului în primele două canale, ceea ce ar putea avea implicații pe baza aplicației specifice.
- Dacă există o legătură către orice sursă care are o valoare variabilă a impedanței de ieșire, atunci aceasta afectează amplificarea celor două canale rămase, care poate să nu fie populară.
Aplicații
The aplicații ale amplificatoarelor de însumare neinversoare includ următoarele.
- Circuitele de amplificare operațională care nu sunt inversoare sunt aplicabile oriunde este necesară o impedanță mare de intrare.
- Aceste circuite pot fi utilizate ca un urmăritor de tensiune prin simpla furnizare o/p la intrarea inversoare ca un invertor.
- Aceste circuite ajută la izolarea anumitor circuite în cascadă.
- Acest amplificator este folosit pentru a furniza o ieșire însumată pentru semnalele de intrare aplicate cu aceeași fază sau polaritate.
Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra însumării neinversoare amplificatoare, circuite, derivare , diferențe, funcție de transfer, avantaje, dezavantaje și aplicațiile acestora. Acesta este un tip de amplificator de însumare cu mai multe intrări la intrarea neinversoare +ve. Amplificatorul de însumare poate fi utilizat ca un amplificator de însumare neinversător prin simpla conectare a diferitelor semnale de intrare prin rezistențe la intrarea neinversoare a amplificatorului operațional.
Tensiunea de ieșire a acestui amplificator de însumare este valoarea tensiunilor de intrare, polarizate de valorile rezistorului. Fiecare semnal de intrare al acestui amplificator poate fi conectat pur și simplu la un rezistor, în timp ce terminalul rămas al fiecărui rezistor poate fi conectat la terminalul neinversător al amplificatorului operațional. După aceea, joncțiunea de însumare este conectată la GND printr-un rezistor de feedback. Deci, acest aranjament permite amplificatorului operațional să includă diferite tensiuni de intrare prin ponderea adecvată decisă prin valorile rezistenței. Iată o întrebare pentru tine, ce este un amplificator de însumare?
![Circuitul indicator al presiunii atmosferice [Circuit barometru LED]](https://electronics.jf-parede.pt/img/3-phase-power/40/atmospheric-pressure-indicator-circuit-led-barometer-circuit-1.jpg)
