Provozní zesilovače jsou k dispozici v různých konfiguracích. A součtový zesilovač je jedním z typů, který se používá pro spojení dostupných napětí na minimálně dvou nebo více vstupech do jediného o/p napětí. Invertující operační zesilovač má jediné vstupní napětí, které je přiváděno na invertující vstupní svorku. Pokud dáme několik vstupních rezistorů na invertující vstupní svorku, každý vstup je ekvivalentní původní hodnotě vstupního rezistoru, známé jako součtový zesilovač. Tento zesilovač zpracovává sčítání a odečítání napětí. Existují dva typy součtových zesilovačů; invertující a neinvertující. Tento článek poskytuje stručné informace o a neinvertující součtový zesilovač , práci a její aplikace.
Co je to neinvertující součtový zesilovač?
Typ konfigurace obvodu Op-Amp používaný k poskytování součtového výstupu se stejnou fází nebo polaritou je známý jako neinvertující sčítací zesilovač. Tyto typy součtových zesilovačů využívají techniku přímé vazby, která indikuje, že zdrojové signály jsou připojeny a směrovány do operačního zesilovače.
V tomto typu konfigurace operačního zesilovače je invertující vstup operačního zesilovače uzemněn. Neinvertující vstup je spojen se vstupním napětím přes rezistor nebo přímo. Výstupní napětí tohoto neinvertujícího součtového zesilovače lze určit pomocí následujícího vzorce:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Kde „Rf“ je zpětnovazební odpor, „R1“ je vstupní odpor a Vin je součet aplikovaných vstupních napětí.
Funkční neinvertující součtový zesilovač
Neinvertující sumační zesilovač poskytuje součet o/p signálů i/p včetně fáze s podobnou polaritou (nebo). Tento zesilovač má několik vstupních zdrojů a jeden výstup, kde jsou tyto vstupy připojeny k jeho neinvertujícímu terminálu přes odpory.
Každý vstupní signál je přímo připojen k odporu, zatímco druhý konec každého odporu je jednoduše připojen k neinvertující svorce operačního zesilovače. Poté je součtový přechod připojen k GND přes odpor zpětné vazby. Takže toto uspořádání jednoduše umožňuje operačnímu zesilovači přidávat různá vstupní napětí s vhodnou váhou určenou hodnotami rezistoru.
Celkový výkon tohoto zesilovače je součtem všech připojených vstupních napětí, kde jednotlivé váhy jsou závislé na připojených rezistorech s ekvivalentními vstupy. Takže vstup a výstup tohoto zesilovače je ve fázi s 0°.
Neinvertující sčítací zesilovač využívající operační zesilovač
Schéma zapojení neinvertujícího součtového zesilovače je uvedeno níže. Tato konfigurace zesilovače je podobná jako u neinvertujícího zesilovače. Vstupní napětí do tohoto zesilovače jsou přiváděna na neinvertující vstupní svorku operačního zesilovače. Výstup tohoto zesilovače je přiváděn zpět přes zpětnou vazbu napěťového děliče na invertující vstupní svorku. Tento obvod má tři vstupy pouze pro usnadnění, ale počet vstupů lze také přidat. Výpočet výstupního napětí tohoto zesilovače je diskutován níže.
Pokud je vstupní napětí jako „VIN“ kombinací všech vstupních signálů, pak to může být poskytnuto na neinvertujícím kolíku operačního zesilovače. Z výše uvedeného neinvertujícího součtového obvodu zesilovače můžeme vypočítat výstupní napětí tohoto zesilovače se vstupním pinem VIN & ve zpětnovazebním děliči jsou použity odpory Rf a Ri. Takže výstupní napětí bude jako;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Kdykoli se zjistí výstupní napětí tohoto zesilovače, musíme rozhodnout o hodnotě VIN. Pokud jsou tři hlavní vstupní zdroje V1, V2 a V3 a vstupní odpory jsou; R1, R2 a R3 pak jsou příslušné vstupy kanálů VIN1, VIN2 a VIN3, když jsou ostatní ekvivalentní kanály uzemněny. Tím pádem,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Pokud zde neplatí myšlenka virtuálního terénu, všechny kanály ovlivní zbývající kanály. Nejprve musíme vypočítat VIN1 část VIN a jednoduchou matematikou; můžeme snadno získat zbývající dvě hodnoty VIN2 & VIN3.
Kdykoli jsou V2 a V3 uzemněny na VIN1, nelze jejich ekvivalentní rezistory ignorovat jako tvar sítě děliče napětí. Tudíž,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Podobně můžeme vypočítat další dvě hodnoty VIN2 a VIN3 jako
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Proto,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Konečně můžeme spočítat výstupní napětí jako;
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))]}
Pokud vezmeme v úvahu speciální ekvivalentní vážený stav všude tam, kde jsou všechny rezistory s podobnými hodnotami, pak je VOUT:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
K návrhu neinvertujícího součtového obvodu se přistupuje tak, že tento zesilovač je primárně navržen tak, aby měl potřebné napěťové zesílení. Poté jsou vstupní odpory vybrány tak velké, jak je to možné, aby vyhovovaly druhu použitého operačního zesilovače.
Funkce přenosu neinvertujícího součtového zesilovače
Obvod neinvertujícího součtového zesilovače se třemi vstupy je zobrazen níže. Pokud chceme do zesilovače přidat tři vstupní signály, pak přenosová funkce třívstupového neinvertujícího součtového zesilovače je diskutována níže.
Použitím teorému o superpozici nejprve v tomto obvodu ponecháme jednoduše „V1“ a V2 a V3 vynulují připojením odporů R2 a R3 k GND.
Pro dokonalý operační zesilovač je vstupní proud neinvertující svorky považován za nulový. Takže rezistory R1, R2 a R3 vytvoří paralelně útlumový člen přes rezistory R2 a R3. Takže ‚Vp‘ je;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Kam s R2 || R3 jsme si všimli, že paralelní hodnoty R2 a R3.
Se vstupním zdrojem V1 lze výstup operačního zesilovače zaznamenat přes VOUT1 a lze jej zapsat jako;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Dosazením hodnoty Vp do rovnice VOUT1 můžeme získat;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Podobně můžeme zapisovat VOUT2 & VOUT3, když jsou pouze vstupní signály; V2 a V3 odpovídajícím způsobem.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Přidáním výše uvedených rovnic VOUT1, VOUT2 & VOUT3 se přenosová funkce neinvertujícího zesilovače obsahujícího tři vstupní signály stane jako;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Rozdíl mezi invertujícím a neinvertujícím sumačním zesilovačem
Hlavní rozdíl mezi invertujícími a neinvertujícími součtovými zesilovači je popsán níže.
| Invertující součtový zesilovač | Neinvertující součtový zesilovač |
| Všechny vstupní signály v tomto obvodu jsou přiváděny na invertující vstupní svorku operačního zesilovače, zatímco neinvertující svorka je uzemněna. | Všechny vstupní signály v tomto obvodu jsou přiváděny na neinvertující vstupní svorku operačního zesilovače, zatímco invertující svorka je uzemněna. |
| Tento sčítací zesilovač funguje jednoduše podobně jako invertující operační zesilovač | Tento neinvertující sčítací zesilovač pracuje podobně jako neinvertující operační zesilovač. |
| Invertování součtového zesilovače invertuje fázi výstupního signálu. | Neinvertující sčítací zesilovač udržuje podobnou fázi jako vstupní signál. |
| Tato konfigurace zesilovače dává záporný součet jeho použitých vstupních napětí. | Konfigurace neinvertujícího součtového zesilovače dává kladný součet jeho aplikovaných vstupních napětí. |
| Fázový rozdíl v tomto zesilovači je 180° mezi vstupním a výstupním signálem. | Fázový rozdíl v tomto zesilovači je 0° mezi vstupním a výstupním signálem. |
| Zpětná vazba v tomto zesilovači je zajištěna tam, kde je poskytován vstupní signál. | Zpětná vazba a vstupní signál v tomto zesilovači jsou jednoduše připojeny k různým svorkám. |
| Svorka „+“ je připojena ke GND. | V tomto zesilovači je svorka „-“ připojena ke GND. |
| V tomto zesilovači nelze zpětnou vazbu připojit ke GND. | Zpětná vazba v tomto zesilovači je připojena k GND pomocí rezistoru. |
| Tento zesilovač poskytuje invertovaný výstup se zápornou (-ve) polaritou. | Výstup produkovaný tímto zesilovačem je neinvertovaný a vyjádřený s kladnou polaritou. |
| Polarita zisku tohoto zesilovače je (-) záporná. | Polarita zisku neinvertujícího zesilovače je (+) kladná. |
| Zesílení tohoto zesilovače je < nebo > nebo = na jednotku (1). | Zisk je vždy > 1. |
Výhody
The výhody neinvertujícího součtového zesilovače zahrnout následující.
- Toto součtové napěťové zesílení zesilovače je kladné.
- Výstupní signál lze získat bez inverze fáze.
- Jeho vstupní impedance je vysoká.
- Napěťové zesílení je proměnlivé.
- V tomto zesilovači lze dosáhnout vynikajícího impedančního přizpůsobení.
The nevýhody neinvertujícího součtového zesilovače zahrnout následující.
- Tento zesilovač má hlavní nevýhodu, že zesílení obvodu bude dvojnásobné pro zbývající připojený kanál, pokud je jeden ze vstupů odpojen.
- Nedoporučuje se upustit od plovoucích neinvertujících kolíků při odpojování všech vstupů.
- Možná interference mezi vstupem a dalšími vstupy může být přítomna s měnící se mírou závažnosti.
- Zavedení třetího vstupu může mít za následek pokles zisku v rámci prvních dvou kanálů, což by mohlo mít důsledky v závislosti na konkrétní aplikaci.
- Pokud existuje odkaz na jakýkoli zdroj, který má proměnnou hodnotu výstupní impedance, pak to ovlivňuje zesílení zbývajících dvou kanálů, což nemusí být populární.
Aplikace
The aplikace neinvertujících součtových zesilovačů zahrnout následující.
- Neinvertující součtové operační zesilovače jsou použitelné všude tam, kde je vyžadována vysoká vstupní impedance.
- Tyto obvody lze použít jako sledovač napětí jednoduchým poskytnutím o/p invertujícímu vstupu jako invertor.
- Tyto obvody pomáhají při izolování konkrétních kaskádových obvodů.
- Tento zesilovač se používá k poskytování součtového výstupu pro použité vstupní signály se stejnou fází nebo polaritou.
Jedná se tedy o přehled neinvertujícího sčítání zesilovače, obvody, derivace , rozdíly, přenosová funkce, výhody, nevýhody a jejich aplikace. Jedná se o typ součtového zesilovače s několika vstupy do kladného neinvertujícího vstupu. Sumární zesilovač lze použít jako neinvertující součtový zesilovač jednoduchým připojením různých vstupních signálů přes odpory k neinvertujícímu vstupu operačního zesilovače.
Výstupní napětí tohoto součtového zesilovače je množství vstupních napětí, ovlivněné hodnotami rezistoru. Každý vstupní signál tohoto zesilovače lze jednoduše připojit k rezistoru, zatímco zbývající svorku každého rezistoru lze připojit k neinvertující svorce operačního zesilovače. Poté je součtový přechod připojen k GND přes odpor zpětné vazby. Toto uspořádání tedy umožňuje operačnímu zesilovači zahrnout různá vstupní napětí prostřednictvím vhodného vážení rozhodovaného prostřednictvím hodnot odporu. Zde je pro vás otázka, co je to sčítací zesilovač?
