Operativ förstärkare finns i olika konfigurationer. A summeringsförstärkare är en av de typer som används för att kombinera de tillgängliga spänningarna på minst två eller fler ingångar till en enda o/p-spänning. Inverterande op-amp har en enkel ingångsspänning som matas till den inverterande ingångsterminalen. Om vi ger flera ingångsmotstånd till den inverterande ingångsterminalen, är varje ingång ekvivalent med det ursprungliga ingångsmotståndsvärdet, känd som summeringsförstärkaren. Denna förstärkare bearbetar att addera och subtrahera spänningar. Det finns två typer av summeringsförstärkare; inverterande och icke-inverterande. Den här artikeln ger kort information om a icke-inverterande summeringsförstärkare , arbete och dess tillämpningar.
Vad är en icke-inverterande summeringsförstärkare?
En typ av en Op-Amp-kretskonfiguration som används för att ge en summerad utgång med samma fas eller polaritet kallas en icke-inverterande summeringsförstärkare. Dessa typer av summeringsförstärkare använder direktkopplingstekniken, som indikerar att källsignalerna är anslutna och riktade till Op-Amp.
I den här typen av op-amp-konfiguration är op-förstärkarens inverterande ingång jordad. Den icke-inverterande ingången är kopplad till inspänningen via ett motstånd eller direkt. Denna icke-inverterande summeringsförstärkares utspänning kan bestämmas genom att använda följande formel:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Där 'Rf' är återkopplingsmotståndet, 'R1' är ingångsmotståndet och Vin är summan av pålagda inspänningar.
Icke-inverterande summeringsförstärkare fungerar
En icke-inverterande summeringsförstärkare ger ett summerat o/p av i/p-signalerna inklusive fasen med liknande polaritet (eller). Denna förstärkare har flera ingångskällor och en enda utgång där dessa ingångar är anslutna till dess icke-inverterande anslutning via resistorer.
Varje ingångssignal är direkt ansluten till ett motstånd medan den andra änden av varje motstånd helt enkelt är ansluten till den icke-inverterande terminalen på op-amp. Därefter kopplas summeringspunkten till GND via ett återkopplingsmotstånd. Så detta arrangemang tillåter helt enkelt operationsförstärkaren att lägga till olika inspänningar med lämplig viktning som bestäms av värdena på ett motstånd.
Den totala uteffekten av denna förstärkare är summan av alla anslutna inspänningar där de individuella vikterna är beroende av de anslutna motstånden med motsvarande ingångar. Så in- och utgången på denna förstärkare är i fas med 0°.
Icke-inverterande summeringsförstärkare med Op Amp
Det icke-inverterande summeringsförstärkarens kretsschema visas nedan. Denna förstärkarkonfiguration liknar den icke-inverterande förstärkaren. Ingångsspänningarna till denna förstärkare ges till Op Amps icke-inverterande ingångsterminal. Utsignalen från denna förstärkare matas tillbaka genom spänningsdelarens förspänningsåterkoppling till den inverterande ingångsterminalen. Denna krets har tre ingångar endast för enkelhets skull, men antalet ingångar kan också läggas till. Utspänningsberäkningen för denna förstärkare diskuteras nedan.
Om ingångsspänningen som 'VIN' är alla ingångssignalkombinationen, kan denna tillhandahållas på op-förstärkarens icke-inverterande stift. Från ovanstående icke-inverterande summerande förstärkarkrets kan vi beräkna denna förstärkares utspänning med ingångsstift VIN & i återkopplingsdelaren används Rf- och Ri-motstånd. Så utspänningen blir som;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Närhelst utgångsspänningen från denna förstärkare räknas ut, måste vi bestämma VIN-värdet. Om de tre huvudsakliga ingångskällorna är V1, V2 & V3, och ingångsresistanserna är; R1, R2 & R3 då är respektive kanalingångar VIN1, VIN2 & VIN3 när andra ekvivalenta kanaler är jordade. Således,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Här, när den virtuella markidén inte gäller, påverkar alla kanaler de återstående kanalerna. Först måste vi beräkna VIN1-delen av VIN och genom enkel matematik; vi kan enkelt få de återstående två värdena på VIN2 & VIN3.
Närhelst V2 & V3 är jordade när de kommer till VIN1, kan deras ekvivalenta motstånd inte ignoreras som bildar ett spänningsdelarnätverk. Följaktligen,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
På samma sätt kan vi beräkna de andra två VIN2- och VIN3-värdena som
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Därför,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2)/(R3+ (Rl||R2))].
Äntligen kan vi beräkna utspänningen som;
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))]}
Om vi betraktar det speciella ekvivalentvägda tillståndet varhelst alla motstånd med liknande värden, efter det är VOUT:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
Icke-inverterande summeringskretsdesign uppnås genom att i första hand utforma denna förstärkare för att ha den nödvändiga spänningsförstärkningen. Därefter väljs ingångsmotstånden så stora som möjligt för att passa den typ av operationsförstärkare som används.
Icke-inverterande summeringsförstärkaröverföringsfunktion
Den icke-inverterande summeringsförstärkarkretsen med tre ingångar visas nedan. Om vi vill lägga till tre insignaler till förstärkaren så diskuteras överföringsfunktionen för tre ingångs icke-inverterande summeringsförstärkare nedan.
Genom att använda superpositionssatsen kommer vi först att helt enkelt lämna 'V1' i denna krets, och V2 och V3 blir noll genom att ansluta R2 & R3-motstånd till GND.
För en perfekt operationsförstärkare anses ingångsströmmen för den icke-inverterande terminalen vara noll. Så, R1, R2 & R3 motstånd kommer att göra en spänningsdämpare genom R2 & R3 motstånd parallellt. Så 'Vp' är;
Vp = VI R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Där med R2 || R3 har vi märkt att de parallella R2- och R3-värdena.
Med V1-ingångskällan kan utsignalen från en operationsförstärkare noteras genom VOUT1 & den kan skrivas som;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Genom att ersätta Vp-värdet i VOUT1-ekvationen kan vi få;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
På samma sätt kan vi skriva VOUT2 & VOUT3 när ingångssignalerna endast är; V2 & V3 motsvarande.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Genom att lägga till ovanstående VOUT1, VOUT2 & VOUT3 ekvationer kommer överföringsfunktionen för en icke-inverterande förstärkare som inkluderar tre insignaler att bli som;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Skillnaden mellan inverterande och icke-inverterande summeringsförstärkare
Den huvudsakliga skillnaden mellan inverterande och icke-inverterande summeringsförstärkare diskuteras nedan.
| Inverterande summeringsförstärkare | Icke-inverterande summeringsförstärkare |
| Alla insignaler i denna krets ges till den inverterande ingångsterminalen på op-amp medan den icke-inverterande terminalen är jordad. | Alla insignaler i denna krets ges till den icke-inverterande ingångsterminalen på op-amp medan den inverterande terminalen är jordad. |
| Den här summeringsförstärkaren fungerar helt enkelt på samma sätt som den inverterande op-förstärkaren | Denna icke-inverterande summeringsförstärkare fungerar på samma sätt som den icke-inverterande op-förstärkaren. |
| Invertering av summeringsförstärkaren inverterar utsignalens fas. | Icke-inverterande summeringsförstärkare bibehåller en fas liknande ingångssignalen. |
| Denna förstärkarkonfiguration ger den negativa summan av dess pålagda inspänningar. | Icke-inverterande summeringsförstärkarkonfiguration ger den positiva summan av dess pålagda inspänningar. |
| Fasskillnaden i denna förstärkare är 180° mellan in- och utsignalen. | Fasskillnaden i denna förstärkare är 0° mellan in- och utsignalen. |
| Återkopplingen i denna förstärkare tillhandahålls där ingångssignalen tillhandahålls. | Återkopplingen och insignalen i denna förstärkare ansluts helt enkelt till olika uttag. |
| '+'-terminalen är ansluten till GND. | I denna förstärkare är '-'-terminalen ansluten till GND. |
| I denna förstärkare kan återkopplingen inte kopplas till GND. | Återkopplingen i denna förstärkare är kopplad till GND med ett motstånd. |
| Denna förstärkare ger en inverterad utgång med negativ (-ve) polaritet. | Utsignalen som produceras av denna förstärkare är icke-inverterad och uttrycks med +ve polaritet. |
| Förstärkningens polaritet för denna förstärkare är (-) negativ. | Förstärkningens polaritet för en icke-inverterande förstärkare är (+) positiv. |
| Denna förstärkares förstärkning är < eller > eller = till enhet (1). | Förstärkningen är alltid > 1. |
Fördelar
De fördelarna med en icke-inverterande summeringsförstärkare inkluderar följande.
- Denna summerande förstärkarspänningsförstärkning är positiv.
- Utsignalen kan erhållas utan inversion av fas.
- Dess ingångsimpedansvärde är högt.
- Spänningsförstärkningen är variabel.
- I denna förstärkare kan överlägsen impedansmatchning uppnås.
De nackdelar med en icke-inverterande summeringsförstärkare inkluderar följande.
- Denna förstärkare har en stor nackdel där kretsförstärkningen blir två gånger för den återstående kanalen som är ansluten om en av ingångarna är lös.
- Det rekommenderas inte att gå bort från flytande av icke-inverterande stift medan du kopplar bort alla ingångar.
- Möjlig störning mellan ingången och andra ingångar kan förekomma med varierande svårighetsgrad.
- Införande av en tredje ingång kan resultera i en minskning av förstärkningen inom de två första kanalerna, vilket kan få konsekvenser baserat på den specifika applikationen.
- Om det finns en länk till någon källa som har ett variabelt utgångsimpedansvärde, så påverkar det de återstående två kanalernas förstärkning, vilket kanske inte är populärt.
Ansökningar
De tillämpningar av icke-inverterande summeringsförstärkare inkluderar följande.
- Icke-inverterande summerande op-amp-kretsar är tillämpliga där hög ingångsimpedans krävs.
- Dessa kretsar kan användas som en spänningsföljare genom att helt enkelt tillhandahålla o/p till den inverterande ingången som en växelriktare.
- Dessa kretsar hjälper till att isolera de särskilda kaskadkopplade kretsarna.
- Denna förstärkare används för att ge en summerad utsignal för de applicerade insignalerna med samma fas eller polaritet.
Detta är alltså en översikt över icke-inverterande summering förstärkare, kretsar, härledning , skillnader, överföringsfunktion, fördelar, nackdelar och deras tillämpningar. Detta är en typ av summeringsförstärkare med flera ingångar till den +ve icke-inverterande ingången. Summeringsförstärkaren kan användas som en icke-inverterande summeringsförstärkare genom att helt enkelt ansluta olika insignaler genom motstånden till op-förstärkarens icke-inverterande ingång.
Utspänningen från denna summeringsförstärkare är mängden ingångsspänningar, förspänd av motståndets värden. Varje ingångssignal på denna förstärkare kan enkelt anslutas till ett motstånd medan den återstående terminalen på varje motstånd kan anslutas till operationsförstärkarens icke-inverterande terminal. Därefter kopplas summeringspunkten till GND via ett återkopplingsmotstånd. Så, detta arrangemang tillåter operationsförstärkaren att inkludera olika inspänningar genom lämplig viktning som bestäms av motståndsvärdena. Här är en fråga till dig, vad är en summeringsförstärkare?
