Operativno pojačala dostupni su u različitim konfiguracijama. A zbrajajuće pojačalo je jedan od tipova koji se koristi za kombiniranje dostupnih napona na najmanje dva ili više ulaza u jedan o/p napon. Invertirajuće operacijsko pojačalo ima jedan ulazni napon koji se dovodi na invertirajući ulazni terminal. Ako damo nekoliko ulaznih otpornika na invertirajući ulazni terminal, svaki ulaz je ekvivalentan izvornoj vrijednosti ulaznog otpornika, poznatom kao zbrajajuće pojačalo. Ovo pojačalo obrađuje zbrajanje i oduzimanje napona. Postoje dvije vrste zbrajajućih pojačala; invertirajući i neinvertirajući. Ovaj članak pruža kratke informacije o a neinvertirajuće sumirajuće pojačalo , radi i njegove primjene.
Što je neinvertirajuće sumirajuće pojačalo?
Vrsta konfiguracije kruga operacijskog pojačala koja se koristi za pružanje zbrojenog izlaza, s istom fazom ili polaritetom, poznata je kao neinvertirajuće zbrajajuće pojačalo. Ovi tipovi zbrajajućih pojačala koriste tehniku izravnog spajanja, koja označava da su izvorni signali povezani i usmjereni na operacijsko pojačalo.
U ovoj vrsti konfiguracije op-pojačala, invertirajući ulaz op-pojačala je uzemljen. Neinvertirajući ulaz povezan je s ulaznim naponom preko otpornika ili izravno. Izlazni napon ovog neinvertirajućeg zbrajajućeg pojačala može se odrediti pomoću sljedeće formule:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Gdje je 'Rf' povratni otpornik, 'R1' je ulazni otpornik, a Vin je zbroj primijenjenih ulaznih napona.
Neinvertirajuće sumirajuće pojačalo radi
Neinvertirajuće sumirajuće pojačalo daje zbroj o/p i/p signala uključujući sličan polaritet (ili) fazu. Ovo pojačalo ima nekoliko ulaznih izvora i jedan izlaz gdje su ti ulazi spojeni na njegov neinvertirajući terminal preko otpornika.
Svaki ulazni signal izravno je spojen na otpornik, dok je drugi kraj svakog otpornika jednostavno spojen na neinvertirajući terminal operacijskog pojačala. Nakon toga, sumirajući spoj je spojen na GND preko povratnog otpornika. Dakle, ovaj raspored jednostavno omogućuje operacijskom pojačalu dodavanje različitih ulaznih napona s odgovarajućim ponderiranjem koje se određuje prema vrijednostima otpornika.
Ukupni izlaz ovog pojačala je zbroj svih priključenih ulaznih napona pri čemu pojedinačne težine ovise o spojenim otpornicima s ekvivalentnim ulazima. Dakle, ulaz i izlaz ovog pojačala su u fazi s 0°.
Neinvertirajuće sumirajuće pojačalo koje koristi operacijsko pojačalo
Dijagram kruga neinvertirajućeg sumirajućeg pojačala prikazan je dolje. Ova konfiguracija pojačala slična je neinvertirajućem pojačalu. Ulazni naponi ovog pojačala daju se neinvertirajućem ulaznom terminalu operacijskog pojačala. Izlaz ovog pojačala vraća se preko prednaponske povratne sprege razdjelnika napona na invertirajući ulazni terminal. Ovaj sklop ima tri ulaza samo radi jednostavnosti, ali broj ulaza se također može dodati. Izračun izlaznog napona ovog pojačala razmatra se u nastavku.
Ako je ulazni napon poput 'VIN' kombinacija svih ulaznih signala, tada se to može osigurati na neinvertirajućem pinu operacijskog pojačala. Iz gornjeg neinvertirajućeg kruga zbrajajućeg pojačala, možemo izračunati izlazni napon ovog pojačala s ulaznim pinom VIN i u razdjelniku povratne sprege koriste se Rf i Ri otpornici. Tako će izlazni napon postati kao;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Kad god se izračuna izlazni napon ovog pojačala, onda moramo odlučiti o VIN vrijednosti. Ako su tri glavna ulazna izvora V1, V2 & V3, a ulazni otpori su; R1, R2 & R3 tada su odgovarajući ulazi kanala VIN1, VIN2 & VIN3 kada su drugi ekvivalentni kanali uzemljeni. Tako,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Ovdje, kada ideja virtualnog tla nije primjenjiva, svi kanali utječu na preostale kanale. Prvo, moramo izračunati VIN1 dio VIN-a i jednostavnom matematikom; lako možemo dobiti preostale dvije vrijednosti VIN2 i VIN3.
Kad god su V2 i V3 uzemljeni dolazeći do VIN1, tada se njihovi ekvivalentni otpornici ne mogu zanemariti jer oblikuju mrežu razdjelnika napona. Posljedično,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Isto tako, možemo izračunati druge dvije vrijednosti VIN2 i VIN3 kao
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Stoga,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Konačno, možemo izračunati izlazni napon kao;
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))]}
Ako uzmemo u obzir posebno ekvivalentno ponderirano stanje gdje god su svi otpornici sličnih vrijednosti, nakon toga VOUT je:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
Dizajnu neinvertirajućeg zbrajajućeg kruga pristupa se primarno projektiranjem ovog pojačala da ima potrebno pojačanje napona. Nakon toga, ulazni otpornici se odabiru što je moguće veći kako bi odgovarali vrsti korištenog operacijskog pojačala.
Prijenosna funkcija neinvertirajućeg zbrajajućeg pojačala
Dolje je prikazan neinvertirajući sumirajući krug pojačala s tri ulaza. Ako pojačalu želimo dodati tri ulazna signala, tada se u nastavku raspravlja o prijenosnoj funkciji neinvertirajućeg zbrajajućeg pojačala s tri ulaza.
Koristeći teorem o superpoziciji, prvo ćemo ostaviti jednostavno 'V1' unutar ovog kruga, a V2 i V3 napravili su nulu spajanjem otpornika R2 & R3 na GND.
Za savršeno operacijsko pojačalo, ulazna struja neinvertirajućeg terminala smatra se nulom. Dakle, otpornici R1, R2 i R3 će napraviti prigušivač napona kroz otpornike R2 i R3 paralelno. Dakle, 'Vp' je;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Gdje s R2 || R3 primijetili smo da paralelne vrijednosti R2 i R3.
S V1 ulaznim izvorom, izlaz operacijskog pojačala može se zabilježiti kroz VOUT1 i može se napisati kao;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Zamjenom Vp vrijednosti u VOUT1 jednadžbu, možemo dobiti;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Isto tako, možemo napisati VOUT2 & VOUT3 kada su samo ulazni signali; V2 i V3 odgovarajuće.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Dodavanjem gornjih jednadžbi VOUT1, VOUT2 & VOUT3, prijenosna funkcija neinvertirajućeg pojačala uključujući tri ulazna signala postat će kao;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Razlika između invertirajućeg i neinvertirajućeg zbrajajućeg pojačala
Glavna razlika između invertirajućih i neinvertirajućih sumirajućih pojačala raspravlja se u nastavku.
| Invertirajuće zbrajajuće pojačalo | Neinvertirajuće sumirajuće pojačalo |
| Svi ulazni signali u ovom krugu daju se invertirajućem ulaznom terminalu operacijskog pojačala, dok je neinvertirajući terminal uzemljen. | Svi ulazni signali u ovom krugu daju se neinvertirajućem ulaznom terminalu operacijskog pojačala, dok je invertirajući terminal uzemljen. |
| Ovo zbrajajuće pojačalo radi jednostavno slično invertirajućem operacijskom pojačalu | Ovo neinvertirajuće zbrajajuće pojačalo radi slično kao neinvertirajuće op-amp. |
| Invertiranje zbrajajućeg pojačala invertira fazu izlaznog signala. | Neinvertirajuće zbrajajuće pojačalo održava fazu sličnu ulaznom signalu. |
| Ova konfiguracija pojačala daje negativan zbroj njegovih primijenjenih ulaznih napona. | Konfiguracija neinvertirajućeg zbrajajućeg pojačala daje pozitivan zbroj njegovih primijenjenih ulaznih napona. |
| Fazna razlika u ovom pojačalu je 180° između ulaznog i izlaznog signala. | Fazna razlika u ovom pojačalu je 0° između ulaznog i izlaznog signala. |
| Povratna veza u ovom pojačalu je tamo gdje je ulazni signal. | Povratna veza i ulazni signal u ovom pojačalu jednostavno su spojeni na različite priključke. |
| Terminal ‘+’ spojen je na GND. | U ovom pojačalu, terminal '-' je spojen na GND. |
| U ovom pojačalu povratna veza se ne može spojiti na GND. | Povratna veza u ovom pojačalu spojena je na GND pomoću otpornika. |
| Ovo pojačalo daje invertirani izlaz s negativnim (-ve) polaritetom. | Izlaz koji proizvodi ovo pojačalo je neinvertiran i izražen s +ve polaritetom. |
| Polaritet pojačanja ovog pojačala je (-) negativan. | Polaritet pojačanja neinvertirajućeg pojačala je (+) pozitivan. |
| Pojačanje ovog pojačala je < ili > ili = do jedinice (1). | Dobitak je uvijek > 1. |
Prednosti
The prednosti neinvertirajućeg sumirajućeg pojačala uključuju sljedeće.
- Ovo zbrajanje napona pojačala je pozitivno.
- Izlazni signal se može dobiti bez inverzije faze.
- Vrijednost njegove ulazne impedancije je visoka.
- Pojačanje napona je promjenjivo.
- U ovom pojačalu može se postići vrhunsko usklađivanje impedancije.
The nedostaci neinvertirajućeg sumirajućeg pojačala uključuju sljedeće.
- Ovo pojačalo ima glavni nedostatak jer će pojačanje kruga biti dvostruko veće za preostali priključeni kanal ako je jedan od ulaza odvojen.
- Ne preporučuje se odustajanje od plutanja neinvertirajućih pinova dok odvajate sve ulaze.
- Moguće smetnje između ulaza i drugih ulaza mogu biti prisutne s promjenjivom količinom ozbiljnosti.
- Uvođenje trećeg ulaza može rezultirati padom pojačanja unutar prva dva kanala, što bi moglo imati implikacije na temelju određene primjene.
- Ako postoji poveznica s bilo kojim izvorom koji ima promjenjivu vrijednost izlazne impedancije, tada to utječe na pojačanje preostala dva kanala, što možda nije popularno.
Prijave
The primjene neinvertirajućih sumirajućih pojačala uključuju sljedeće.
- Neinvertirajući sumirajući op-amp krugovi primjenjivi su gdje god je potrebna visoka ulazna impedancija.
- Ovi se krugovi mogu koristiti kao pratioci napona jednostavnim pružanjem o/p invertirajućeg ulaza poput pretvarača.
- Ovi krugovi pomažu u izoliranju određenih kaskadnih krugova.
- Ovo se pojačalo koristi za pružanje zbrojenog izlaza za primijenjene ulazne signale s istom fazom ili polaritetom.
Dakle, ovo je pregled neinvertirajućeg zbrajanja pojačala, sklopovi, derivacija , razlike, prijenosna funkcija, prednosti, nedostaci i njihova primjena. Ovo je vrsta zbrajajućeg pojačala s nekoliko ulaza na +ve neinvertirajući ulaz. Zbirno pojačalo može se koristiti kao neinvertirajuće zbrajajuće pojačalo jednostavnim povezivanjem različitih ulaznih signala kroz otpornike na neinvertirajući ulaz operacijskog pojačala.
Izlazni napon ovog zbrajajućeg pojačala je iznos ulaznih napona, pristranih vrijednostima otpornika. Svaki ulazni signal ovog pojačala može se jednostavno spojiti na otpornik, dok se preostali terminal svakog otpornika može spojiti na neinvertirajući terminal operacijskog pojačala. Nakon toga, sumirajući spoj je spojen na GND preko povratnog otpornika. Dakle, ovaj raspored omogućuje operacijskom pojačalu da uključi različite ulazne napone kroz prikladno ponderiranje određeno kroz vrijednosti otpornika. Ovdje je pitanje za vas, što je zbrajajuće pojačalo?
