Veiklos stiprintuvai yra įvairių konfigūracijų. A sumavimo stiprintuvas yra vienas iš tipų, kuris naudojamas turimoms mažiausiai dviejų ar aukštesnių įėjimų įtampoms sujungti į vieną o/p įtampą. Invertuojantis operatyvinis stiprintuvas turi vieną įėjimo įtampą, kuri tiekiama į invertuojamąjį įvesties gnybtą. Jei invertuojančiam įvesties gnybtui suteikiame kelis įvesties rezistorius, kiekviena įvestis yra lygiavertė pradinei įvesties rezistoriaus vertei, žinomai kaip sumavimo stiprintuvas. Šis stiprintuvas prideda ir atima įtampą. Yra dviejų tipų sumavimo stiprintuvai; apverčiant ir neapverčiant. Šiame straipsnyje pateikiama trumpa informacija apie a neinvertuojantis sumuojantis stiprintuvas , veikiantis ir jo taikomosios programos.
Kas yra neinvertuojantis sumuojantis stiprintuvas?
„Op-Amp“ grandinės konfigūracijos tipas, naudojamas suminiam išėjimui teikti su ta pačia faze arba poliškumu, yra žinomas kaip neinvertuojantis sumavimo stiprintuvas. Šie sumavimo stiprintuvai naudoja tiesioginio sujungimo techniką, kuri rodo, kad šaltinio signalai yra prijungti ir nukreipti į Op-Amp.
Šio tipo operacinės stiprintuvo konfigūracijos apverčiamoji operacinės stiprintuvo įvestis yra įžeminta. Neinvertuojantis įėjimas yra sujungtas su įėjimo įtampa per rezistorių arba tiesiogiai. Šio neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo išėjimo įtampą galima nustatyti pagal šią formulę:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Kur „Rf“ yra grįžtamojo ryšio rezistorius, „R1“ yra įvesties rezistorius, o Vin yra taikomų įėjimo įtampų suma.
Neinvertuojantis sumavimo stiprintuvas veikia
Neinvertuojantis sumuojantis stiprintuvas suteikia sumuotą i/p signalų o/p, įskaitant panašaus poliškumo (arba) fazę. Šis stiprintuvas turi kelis įvesties šaltinius ir vieną išėjimą, kur šie įėjimai per rezistorius yra prijungti prie jo neinvertuojančio gnybto.
Kiekvienas įvesties signalas yra tiesiogiai prijungtas prie rezistoriaus, o kitas kiekvieno rezistoriaus galas yra tiesiog prijungtas prie neinvertuojančio operacinės stiprintuvo gnybto. Po to sumavimo jungtis per grįžtamojo ryšio rezistorių prijungiama prie GND. Taigi šis išdėstymas tiesiog leidžia operaciniam stiprintuvui pridėti įvairias įvesties įtampas su tinkamu svoriu, kuris nustatomas pagal rezistoriaus reikšmes.
Bendras šio stiprintuvo išėjimas yra visų prijungtų įėjimo įtampų suma, kai atskiri svoriai priklauso nuo prijungtų rezistorių su lygiaverčiais įėjimais. Taigi šio stiprintuvo įvestis ir išvestis yra fazėje su 0°.
Neinvertuojantis sumuojantis stiprintuvas naudojant op Amp
Neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo grandinės schema parodyta žemiau. Ši stiprintuvo konfigūracija yra panaši į neinvertuojamąjį stiprintuvą. Šio stiprintuvo įvesties įtampa perduodama į Op Amp neinvertuojamą įvesties gnybtą. Šio stiprintuvo išėjimas per įtampos daliklio poslinkio grįžtamąjį ryšį grąžinamas į invertuojamąjį įvesties gnybtą. Ši grandinė turi tris įėjimus tik dėl patogumo, tačiau įėjimų skaičių taip pat galima pridėti. Šio stiprintuvo išėjimo įtampos apskaičiavimas aptariamas toliau.
Jei įvesties įtampa, pvz., „VIN“, yra visų įvesties signalų derinys, tai gali būti pateikta neinvertuojančiame operacinės stiprintuvo kaištyje. Iš aukščiau pateiktos neinvertuojančios sumavimo stiprintuvo grandinės galime apskaičiuoti šio stiprintuvo išėjimo įtampą su įvesties kaiščiu VIN ir grįžtamojo ryšio dalikliu, naudojami Rf ir Ri rezistoriai. Taigi išėjimo įtampa taps kaip;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Kai išsiaiškinsime šio stiprintuvo išėjimo įtampą, turime nuspręsti VIN reikšmę. Jei trys pagrindiniai įvesties šaltiniai yra V1, V2 ir V3, o įvesties varžos yra; R1, R2 ir R3 tada atitinkami kanalų įėjimai yra VIN1, VIN2 ir VIN3, kai kiti lygiaverčiai kanalai yra įžeminti. Taigi,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Čia, kai virtualios žemės idėja netaikoma, visi kanalai turi įtakos likusiems kanalams. Pirma, mes turime apskaičiuoti VIN1 dalį VIN ir lengva matematika; galime lengvai gauti likusias dvi VIN2 ir VIN3 reikšmes.
Kai V2 ir V3 yra įžeminti iki VIN1, jų lygiaverčiai rezistoriai negali būti ignoruojami, nes jie sudaro įtampos skirstytuvo tinklą. Vadinasi,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Taip pat galime apskaičiuoti kitas dvi VIN2 ir VIN3 reikšmes kaip
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Todėl,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Pagaliau galime apskaičiuoti išėjimo įtampą kaip;
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))]}
Jei atsižvelgsime į specialią ekvivalentinę svertinę būseną, kur visi rezistoriai su panašiomis vertėmis, po to VOUT yra:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3) / 3)
Neinvertuojančios sumavimo grandinės projektavimas yra sukurtas pirmiausia suprojektuojant šį stiprintuvą taip, kad jis turėtų reikiamą įtampos padidėjimą. Po to įvesties rezistoriai parenkami kiek įmanoma didesni, kad atitiktų naudojamo operacinio stiprintuvo tipą.
Neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo perdavimo funkcija
Žemiau parodyta neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo grandinė su trimis įėjimais. Jei norime prie stiprintuvo pridėti tris įvesties signalus, toliau aptariama trijų įėjimų neinvertuojamo sumavimo stiprintuvo perdavimo funkcija.
Naudodami superpozicijos teoremą, pirma, šioje grandinėje paliksime tiesiog „V1“, o V2 ir V3 padarys nulį, prijungdami R2 ir R3 rezistorius prie GND.
Kad operacinis stiprintuvas būtų tobulas, neinvertuojančio gnybto įvesties srovė laikoma nuliu. Taigi, R1, R2 ir R3 rezistoriai lygiagrečiai sukurs įtampos slopintuvą per R2 ir R3 rezistorius. Taigi „Vp“ yra;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Kur su R2 || R3 pastebėjome, kad lygiagrečios R2 ir R3 reikšmės.
Naudojant V1 įvesties šaltinį, operacinio stiprintuvo išvestis gali būti pažymėta per VOUT1 ir gali būti parašyta kaip;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2 / Rf1]
Pakeitę Vp reikšmę VOUT1 lygtyje, galime gauti;
VOUT1 = V1 (R2 || R3 / R1+ R2|| R3) [1 + Rf2 / Rf1]
Taip pat galime rašyti VOUT2 ir VOUT3, kai yra tik įvesties signalai; V2 ir V3 atitinkamai.
VOUT2 = V2 (R1 || R3 / R2+ R1|| R3) [1 + Rf2 / Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2 / R3+ R1|| R2) [1 + Rf2 / Rf1]
Pridėjus aukščiau pateiktas VOUT1, VOUT2 ir VOUT3 lygtis, neinvertuojančio stiprintuvo, apimančio tris įvesties signalus, perdavimo funkcija taps tokia;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Skirtumas tarp invertuojančio ir neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo
Pagrindinis skirtumas tarp invertuojančių ir neinvertuojančių sumuojančių stiprintuvų aptariamas toliau.
| Invertuojantis sumavimo stiprintuvas | Neinvertuojantis sumuojantis stiprintuvas |
| Visi šios grandinės įvesties signalai perduodami į invertuojamąjį operacinės stiprintuvo įvesties gnybtą, o neinvertuojantis gnybtas yra įžemintas. | Visi šios grandinės įvesties signalai siunčiami į neinvertuojamą operacinės stiprintuvo įvesties gnybtą, o invertuojantis gnybtas yra įžemintas. |
| Šis sumavimo stiprintuvas veikia panašiai kaip invertuojantis operatyvinis stiprintuvas | Šis neinvertuojantis sumavimo stiprintuvas veikia panašiai kaip ir neinvertuojantis operatyvinis stiprintuvas. |
| Invertuojant sumavimo stiprintuvą, apverčiama išėjimo signalo fazė. | Neinvertuojantis sumavimo stiprintuvas palaiko panašią fazę kaip ir įvesties signalas. |
| Ši stiprintuvo konfigūracija pateikia neigiamą jo taikomų įėjimo įtampų sumą. | Neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo konfigūracija suteikia teigiamą jo taikomų įėjimo įtampų sumą. |
| Šio stiprintuvo fazių skirtumas yra 180° tarp įvesties ir išvesties signalo. | Šio stiprintuvo fazių skirtumas yra 0° tarp įvesties ir išvesties signalo. |
| Šio stiprintuvo grįžtamasis ryšys pateikiamas ten, kur pateikiamas įvesties signalas. | Šiame stiprintuve grįžtamasis ryšys ir įvesties signalas jungiami tiesiog prie skirtingų gnybtų. |
| „+“ gnybtas yra prijungtas prie GND. | Šiame stiprintuve '-' gnybtas yra prijungtas prie GND. |
| Šiame stiprintuve grįžtamasis ryšys negali būti prijungtas prie GND. | Šio stiprintuvo grįžtamasis ryšys yra prijungtas prie GND su rezistoriumi. |
| Šis stiprintuvas suteikia apverstą išvestį su neigiamu (-ve) poliškumu. | Šio stiprintuvo gaunama išvestis nėra apversta ir išreiškiama +ve poliškumu. |
| Šio stiprintuvo stiprinimo poliškumas yra (-) neigiamas. | Neinvertuojančio stiprintuvo stiprinimo poliškumas yra (+) teigiamas. |
| Šio stiprintuvo stiprinimas yra < arba > arba = iki vieneto (1). | Padidėjimas visada yra > 1. |
Privalumai
The neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo pranašumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Šis sumavimo stiprintuvo įtampos padidėjimas yra teigiamas.
- Išvesties signalą galima gauti nekeičiant fazės.
- Jo įvesties varžos vertė yra didelė.
- Įtampos padidėjimas yra kintamas.
- Šiame stiprintuve galima pasiekti geresnę varžos atitiktį.
The neinvertuojančio sumavimo stiprintuvo trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Šis stiprintuvas turi pagrindinį trūkumą, kai likusiam prijungtam kanalui grandinės stiprinimas bus du kartus didesnis, jei vienas iš įėjimų bus atjungtas.
- Atjungiant visas įvestis, nerekomenduojama atsisakyti neapverčiančių kaiščių plūduriavimo.
- Galimi trukdžiai tarp įvesties ir kitų įvesčių gali būti keičiantis sunkumui.
- Įvedus trečią įvestį, pirmųjų dviejų kanalų stiprinimas gali sumažėti, o tai gali turėti įtakos atsižvelgiant į konkrečią programą.
- Jei yra nuoroda į bet kurį šaltinį, turintį kintamą išėjimo varžos vertę, tai paveiks likusių dviejų kanalų stiprinimą, kuris gali būti nepopuliarus.
Programos
The neinvertuojančių sumuojančių stiprintuvų taikymai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Neinvertuojančios sumuojamos operatyvinio stiprintuvo grandinės taikomos visur, kur reikalinga didelė įėjimo varža.
- Šios grandinės gali būti naudojamos kaip įtampos sekiklis, tiesiog tiekiant o/p į invertuojančią įvestį kaip keitiklį.
- Šios grandinės padeda atskirti konkrečias pakopines grandines.
- Šis stiprintuvas naudojamas suminiam taikomų įvesties signalų, kurių fazė arba poliškumas, išvestis.
Taigi, tai yra neinvertuojančio sumavimo apžvalga stiprintuvai, grandinės, dariniai , skirtumai, perdavimo funkcija, privalumai, trūkumai ir jų pritaikymas. Tai sumavimo stiprintuvo tipas su keliais įėjimais į +ve neinvertuojančią įvestį. Sumavimo stiprintuvas gali būti naudojamas kaip neinvertuojantis sumavimo stiprintuvas, tiesiog sujungiant įvairius įvesties signalus per rezistorius prie operacinės stiprintuvo neinvertuojančios įvesties.
Šio sumavimo stiprintuvo išėjimo įtampa yra įėjimo įtampų dydis, pakreiptas pagal rezistoriaus vertes. Kiekvienas šio stiprintuvo įvesties signalas gali būti prijungtas tiesiog prie rezistoriaus, o likusį kiekvieno rezistoriaus gnybtą galima prijungti prie operacinio stiprintuvo neinvertuojančio gnybto. Po to sumavimo jungtis per grįžtamojo ryšio rezistorių prijungiama prie GND. Taigi, šis išdėstymas leidžia operaciniam stiprintuvui įtraukti įvairias įvesties įtampas per tinkamą svorį, nustatytą per rezistorių vertes. Štai jums klausimas, kas yra sumavimo stiprintuvas?
