Működőképes erősítők különböző konfigurációkban kaphatók. A összegző erősítő azon típusok egyike, amely a minimum két vagy annál nagyobb bemeneten elérhető feszültségek egyetlen o/p feszültséggé való kombinálására szolgál. Az invertáló op-amp egyetlen bemeneti feszültséggel rendelkezik, amely az invertáló bemeneti terminálra kerül. Ha több bemeneti ellenállást adunk az invertáló bemeneti terminálhoz, minden bemenet egyenértékű az eredeti bemeneti ellenállás értékével, amelyet összegző erősítőnek nevezünk. Ez az erősítő a feszültségek összeadását és kivonását végzi. Kétféle összegző erősítő létezik; invertáló és nem invertáló. Ez a cikk rövid tájékoztatást nyújt a nem invertáló összegző erősítő , működő és alkalmazásai.
Mi az a nem invertáló összegző erősítő?
Az összegzett kimenet biztosítására használt op-Amp áramkör-konfiguráció, azonos fázissal vagy polaritással, nem invertáló összegző erősítőként ismert. Az ilyen típusú összegző erősítők közvetlen csatolási technikát alkalmaznak, amely azt jelzi, hogy a forrásjelek csatlakoztatva vannak és az op-Amp-hez vannak irányítva.
Az ilyen típusú műveleti erősítő konfigurációban az op-amp invertáló bemenete földelve van. A nem invertáló bemenet a bemeneti feszültséghez egy ellenálláson keresztül vagy közvetlenül kapcsolódik. Ennek a nem invertáló összegző erősítőnek a kimeneti feszültsége a következő képlettel határozható meg:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Ahol az „Rf” a visszacsatoló ellenállás, az „R1” a bemeneti ellenállás, a Vin pedig az alkalmazott bemeneti feszültségek összege.
Nem invertáló összegző erősítő működik
Egy nem invertáló összegző erősítő biztosítja az i/p jelek összegzett o/p értékét, beleértve a hasonló polaritású (vagy) fázist. Ennek az erősítőnek több bemeneti forrása és egyetlen kimenete van, ahol ezek a bemenetek ellenállásokon keresztül csatlakoznak a nem invertáló termináljához.
Minden bemeneti jel közvetlenül egy ellenálláshoz csatlakozik, míg minden ellenállás másik vége egyszerűen az op-amp nem invertáló termináljához csatlakozik. Ezt követően az összegző csomópont visszacsatoló ellenálláson keresztül csatlakozik a GND-hez. Tehát ez az elrendezés egyszerűen lehetővé teszi a műveleti erősítő számára, hogy különböző bemeneti feszültségeket adjon hozzá az ellenállás értékei által meghatározott megfelelő súlyozással.
Ennek az erősítőnek a teljes kimenete az összes csatlakoztatott bemeneti feszültség összege, ahol az egyes súlyok az egyenértékű bemenettel rendelkező csatlakoztatott ellenállásoktól függenek. Tehát ennek az erősítőnek a be- és kimenete 0°-os fázisban van.
Nem invertáló összegző erősítő műveleti erősítővel
Az alábbiakban a nem invertáló összegző erősítő kapcsolási rajza látható. Ez az erősítő konfiguráció hasonló a nem invertáló erősítőhöz. Ennek az erősítőnek a bemeneti feszültsége az op Amp nem invertáló bemeneti termináljára kerül. Ennek az erősítőnek a kimenete a feszültségosztó előfeszítési visszacsatolásán keresztül jut vissza az invertáló bemeneti terminálra. Ez az áramkör csak a könnyebbség kedvéért három bemenettel rendelkezik, de a bemenetek száma is hozzáadható. Ennek az erősítőnek a kimeneti feszültségének kiszámítását az alábbiakban tárgyaljuk.
Ha a bemeneti feszültség, mint a „VIN”, az összes bemeneti jel kombinációja, akkor ez az op-amp nem invertáló érintkezőjén biztosítható. A fenti, nem invertáló összegző erősítő áramkörből kiszámíthatjuk ennek az erősítőnek a kimeneti feszültségét a VIN bemeneti tűvel és a visszacsatolási osztóban, Rf és Ri ellenállásokat használunk. Tehát a kimeneti feszültség ilyen lesz;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Amikor ennek az erősítőnek a kimeneti feszültségét kitaláljuk, akkor meg kell határoznunk a VIN értéket. Ha a három fő bemeneti forrás V1, V2 és V3, és a bemeneti ellenállások; R1, R2 és R3, akkor a megfelelő csatornabemenetek VIN1, VIN2 és VIN3, ha más egyenértékű csatornák földelve vannak. És így,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Itt, amikor a virtuális alapötlet nem érvényesül, az összes csatorna hatással van a többi csatornára. Először is ki kell számítanunk a VIN VIN1 részét, és egyszerű matematikai módszerrel; könnyen megkaphatjuk a fennmaradó két VIN2 és VIN3 értéket.
Amikor a V2 és V3 földelve van a VIN1-re, akkor az egyenértékű ellenállásaik nem hagyhatók figyelmen kívül, mivel feszültségosztó hálózatot alkotnak. Következésképpen,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Hasonlóképpen kiszámíthatjuk a másik két VIN2 és VIN3 értéket is
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Ebből adódóan,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Végre kiszámíthatjuk a kimeneti feszültséget:
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))]}
Ha figyelembe vesszük a speciális ekvivalens súlyozott állapotot, ahol minden hasonló értékű ellenállás van, akkor ezután a VOUT:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
A nem invertáló összegző áramkör tervezését úgy közelítik meg, hogy elsősorban ezt az erősítőt úgy tervezik meg, hogy a szükséges feszültségerősítéssel rendelkezzen. Ezt követően a bemeneti ellenállásokat a lehető legnagyobb méretre kell kiválasztani, hogy megfeleljenek a használt műveleti erősítő típusának.
Nem invertáló összegző erősítő átviteli funkció
Az alábbiakban látható a három bemenettel rendelkező, nem invertáló összegző erősítő áramkör. Ha három bemeneti jelet szeretnénk hozzáadni az erősítőhöz, akkor a három bemeneti, nem invertáló összegző erősítő átviteli funkcióját az alábbiakban tárgyaljuk.
A szuperpozíciós tételt használva először egyszerűen „V1”-et hagyunk ezen az áramkörön belül, és a V2 és V3 értéket nullázzuk úgy, hogy R2 és R3 ellenállásokat csatlakoztatunk a GND-hez.
Egy tökéletes műveleti erősítőhöz a nem invertáló terminál bemeneti áramát nullának tekintjük. Tehát az R1, R2 és R3 ellenállások párhuzamosan feszültségcsillapítót alkotnak az R2 és R3 ellenállásokon keresztül. Tehát „Vp” az;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Hol R2-vel || R3 észrevettük, hogy a párhuzamos R2 és R3 értékek.
A V1 bemeneti forrás esetén a műveleti erősítő kimenete a VOUT1-en keresztül jegyezhető és a következőképpen írható fel;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Ha behelyettesítjük a Vp értéket a VOUT1 egyenletben, megkaphatjuk;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Hasonlóképpen írhatunk VOUT2 és VOUT3, amikor csak a bemeneti jelek; V2 és V3 ennek megfelelően.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
A fenti VOUT1, VOUT2 és VOUT3 egyenletek összeadásával egy három bemeneti jelet tartalmazó nem invertáló erősítő átviteli függvénye a következő lesz;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Az invertáló és a nem invertáló összegző erősítő közötti különbség
Az invertáló és nem invertáló összegző erősítők közötti fő különbséget az alábbiakban tárgyaljuk.
| Invertáló összegző erősítő | Nem invertáló összegző erősítő |
| Ebben az áramkörben az összes bemeneti jel a műveleti erősítő invertáló bemeneti kivezetésére kerül, míg a nem invertáló terminál földelve van. | Ebben az áramkörben az összes bemeneti jel az op-amp nem invertáló bemeneti kivezetésére kerül, míg az invertáló terminál földelve van. |
| Ez az összegző erősítő egyszerűen az invertáló műveleti erősítőhöz hasonlóan működik | Ez a nem invertáló összegző erősítő a nem invertáló műveleti erősítőhöz hasonlóan működik. |
| Az összegző erősítő invertálása megfordítja a kimeneti jel fázisát. | A nem invertáló összegző erősítő a bemeneti jelhez hasonló fázist tart fenn. |
| Ez az erősítő konfiguráció megadja az alkalmazott bemeneti feszültségek negatív összegét. | A nem invertáló összegző erősítő konfiguráció a rákapcsolt bemeneti feszültségek pozitív összegét adja meg. |
| A fáziskülönbség ebben az erősítőben 180° a bemeneti és a kimeneti jel között. | A fáziskülönbség ebben az erősítőben 0° a bemeneti és kimeneti jel között. |
| Ebben az erősítőben a visszacsatolás ott van, ahol a bemeneti jel van. | Ebben az erősítőben a visszacsatolójel és a bemeneti jel egyszerűen különböző csatlakozókra van csatlakoztatva. |
| A „+” terminál a GND-hez csatlakozik. | Ebben az erősítőben a „-” terminál a GND-hez van csatlakoztatva. |
| Ebben az erősítőben a visszacsatolás nem csatlakoztatható a GND-hez. | Ebben az erősítőben a visszacsatolás a GND-hez van kötve egy ellenállással. |
| Ez az erősítő fordított kimenetet ad negatív (-ve) polaritással. | Az erősítő által előállított kimenet nem invertált és +ve polaritással fejeződik ki. |
| Ennek az erősítőnek az erősítési polaritása (-) negatív. | A nem invertáló erősítő erősítési polaritása (+) pozitív. |
| Ennek az erősítőnek az erősítése < vagy > vagy = egységnyi (1). | Az erősítés mindig > 1. |
Előnyök
A a nem invertáló összegző erősítő előnyei a következőket tartalmazzák.
- Ez az összegző erősítő feszültségerősítés pozitív.
- A kimeneti jel fázisfordítás nélkül is elérhető.
- Bemeneti impedancia értéke magas.
- A feszültségerősítés változó.
- Ebben az erősítőben kiváló impedanciaillesztés érhető el.
A a nem invertáló összegző erősítő hátrányai a következőket tartalmazzák.
- Ennek az erősítőnek van egy fő hátránya, hogy az áramköri erősítés kétszerese a többi csatlakoztatott csatorna esetében, ha az egyik bemenetet leválasztják.
- Nem javasolt a nem invertáló tűk lebegése az összes bemenet leválasztása közben.
- A bemenet és az egyéb bemenetek közötti lehetséges interferencia változó súlyosság mellett jelen lehet.
- Egy harmadik bemenet bevezetése az erősítés csökkenését eredményezheti az első két csatornán belül, ami az adott alkalmazástól függően hatással lehet.
- Ha van hivatkozás bármely változó kimeneti impedancia értékkel rendelkező forrásra, akkor az befolyásolja a fennmaradó két csatorna erősítését, ami nem biztos, hogy népszerű.
Alkalmazások
A nem invertáló összegző erősítők alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- A nem invertáló összegző műveleti erősítő áramkörök mindenhol alkalmazhatók, ahol nagy bemeneti impedanciára van szükség.
- Ezek az áramkörök feszültségkövetőként használhatók úgy, hogy egyszerűen az o/p-t biztosítják az invertáló bemenethez, mint egy inverterhez.
- Ezek az áramkörök segítenek az adott kaszkádos áramkörök elkülönítésében.
- Ez az erősítő az azonos fázisú vagy polaritású alkalmazott bemeneti jelek összegzett kimenetének biztosítására szolgál.
Így ez a nem invertáló összegzés áttekintése erősítők, áramkörök, levezetés , különbségek, átviteli függvény, előnyei, hátrányai, és ezek alkalmazása. Ez egy összegző erősítő, több bemenettel a +ve nem invertáló bemenethez. Az összegző erősítő nem invertáló összegző erősítőként használható, egyszerűen csatlakoztatva a különböző bemeneti jeleket az ellenállásokon keresztül az op-amp nem invertáló bemenetéhez.
Ennek az összegző erősítőnek a kimeneti feszültsége a bemeneti feszültségek mennyisége, amelyet az ellenállás értékei előfeszítenek. Ennek az erősítőnek minden bemeneti jele egyszerűen csatlakoztatható egy ellenálláshoz, míg az egyes ellenállások fennmaradó kapcsa a műveleti erősítő nem invertáló termináljához köthető. Ezt követően az összegző csomópont visszacsatoló ellenálláson keresztül csatlakozik a GND-hez. Tehát ez az elrendezés lehetővé teszi, hogy a műveleti erősítő különböző bemeneti feszültségeket tartalmazzon az ellenállásértékeken keresztül meghatározott megfelelő súlyozáson keresztül. Itt egy kérdés, hogy mi az az összegző erősítő?
