Ikke-inverterende summeringsforsterker: krets, derivasjon, overføringsfunksjon, kontra inverterende summering og dens applikasjoner

Operasjonell forsterkere er tilgjengelig i forskjellige konfigurasjoner. EN summeringsforsterker er en av typene som brukes til å kombinere de tilgjengelige spenningene på minimum to eller flere innganger til en enkelt o/p-spenning. Inverterende op-amp har en enkelt inngangsspenning som leveres til den inverterende inngangsterminalen. Hvis vi gir flere inngangsmotstander til den inverterende inngangsterminalen, tilsvarer hver inngang den opprinnelige inngangsmotstandsverdien, kjent som summeringsforsterkeren. Denne forsterkeren behandler å legge til og subtrahere spenninger. Det finnes to typer summeringsforsterkere; inverterende og ikke-inverterende. Denne artikkelen gir kort informasjon om en ikke-inverterende summeringsforsterker , arbeid og dets applikasjoner.

Hva er en ikke-inverterende summeringsforsterker?

En type Op-Amp-kretskonfigurasjon som brukes til å gi en summert utgang, med samme fase eller polaritet, er kjent som en ikke-inverterende summeringsforsterker. Disse typene summeringsforsterkere bruker den direkte koblingsteknikken, som indikerer at kildesignalene er koblet til og rettet til Op-Amp.

I denne typen op-amp-konfigurasjon er den inverterende inngangen til op-ampen jordet. Den ikke-inverterende inngangen er koblet til inngangsspenningen gjennom en motstand eller direkte. Denne ikke-inverterende summeringsforsterkerens utgangsspenning kan bestemmes ved å bruke følgende formel:

Vout = (1+Rf/R1)*Vin

Der 'Rf' er tilbakekoblingsmotstanden, 'R1' er inngangsmotstanden og Vin er summen av påførte inngangsspenninger.

Ikke-inverterende summeringsforsterker fungerer

En ikke-inverterende summeringsforsterker gir en summert o/p av i/p-signalene inkludert fasen med lignende polaritet (eller). Denne forsterkeren har flere inngangskilder og en enkelt utgang hvor disse inngangene er koblet til sin ikke-inverterende terminal gjennom motstander.

Hvert inngangssignal er direkte koblet til en motstand, mens den andre enden av hver motstand ganske enkelt er koblet til den ikke-inverterende terminalen til op-ampen. Etter det kobles summeringskrysset til GND gjennom en tilbakemeldingsmotstand. Så dette arrangementet tillater ganske enkelt operasjonsforsterkeren å legge til forskjellige inngangsspenninger med passende vekting bestemt av verdiene til en motstand.

Den totale utgangen til denne forsterkeren er summen av alle de tilkoblede inngangsspenningene der de individuelle vektene er avhengige av de tilkoblede motstandene med tilsvarende innganger. Så inngangen og utgangen til denne forsterkeren er i fase med 0°.

Ikke-inverterende summeringsforsterker som bruker Op Amp

Kretsdiagrammet for ikke-inverterende summeringsforsterker er vist nedenfor. Denne forsterkerkonfigurasjonen ligner den ikke-inverterende forsterkeren. Inngangsspenningene til denne forsterkeren er gitt til Op Amps ikke-inverterende inngangsterminal. Utgangen fra denne forsterkeren føres tilbake gjennom spenningsdelerens forspenningstilbakemelding til den inverterende inngangsterminalen. Denne kretsen har kun tre innganger for enkelhets skyld, men antall innganger kan også legges til. Utgangsspenningsberegningen til denne forsterkeren er diskutert nedenfor.

Hvis inngangsspenningen som 'VIN' er alle inngangssignalkombinasjonen, kan denne gis ved den ikke-inverterende pinnen til op-ampen. Fra ovennevnte ikke-inverterende summeringsforsterkerkrets kan vi beregne denne forsterkerens utgangsspenning med inngangspinne VIN og i tilbakekoblingsdeleren brukes Rf- og Ri-motstander. Så utgangsspenningen blir som;

VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))

Når utgangsspenningen til denne forsterkeren er funnet ut, må vi bestemme VIN-verdien. Hvis de tre hovedinngangskildene er V1, V2 og V3, og inngangsmotstandene er; R1, R2 og R3, så er de respektive kanalinngangene VIN1, VIN2 og VIN3 når andre tilsvarende kanaler er jordet. Dermed,

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

Her, når den virtuelle grunnideen ikke gjelder, påvirker alle kanalene de gjenværende kanalene. Først må vi beregne VIN1-delen av VIN og ved hjelp av enkel matematikk; vi kan enkelt få de resterende to verdiene til VIN2 og VIN3.

Når V2 og V3 er jordet og kommer til VIN1, kan ikke deres ekvivalente motstander ignoreres som danner et spenningsdelernettverk. Følgelig

VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]

På samme måte kan vi beregne de to andre VIN2- og VIN3-verdiene som

VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]

Derfor,

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2)/(R3+ (R1||R2))].

Til slutt kan vi beregne utgangsspenningen 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))]}

Hvis vi vurderer den spesielle ekvivalentvektede tilstanden uansett hvor alle motstandene med lignende verdier, etter det er VOUT:

VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)

Ikke-inverterende summeringskretsdesign tilnærmes ved først og fremst å designe denne forsterkeren for å ha den nødvendige spenningsforsterkning. Deretter velges inngangsmotstandene så store som mulig for å passe til typen operasjonsforsterker som brukes.

Ikke-inverterende summeringsforsterkeroverføringsfunksjon

Den ikke-inverterende summeringsforsterkerkretsen med tre innganger er vist nedenfor. Hvis vi ønsker å legge til tre inngangssignaler til forsterkeren, diskuteres overføringsfunksjonen til ikke-inverterende summeringsforsterker med tre innganger nedenfor.

Ved å bruke superposisjonsteoremet vil vi først bare la 'V1' være i denne kretsen, og V2 og V3 ble null ved å koble R2 og R3 motstander til GND.

For en perfekt operasjonsforsterker regnes inngangsstrømmen til den ikke-inverterende terminalen som null. Så R1, R2 og R3 motstander vil lage en spenningsdemper gjennom R2 og R3 motstander parallelt. Så ‘Vp’ er;

Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3

Hvor med R2 || R3 har vi lagt merke til at de parallelle R2 og R3 verdiene.

Med V1 inngangskilden kan utgangen fra en operasjonsforsterker noteres gjennom VOUT1 og den kan skrives som;

VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]

Ved å erstatte Vp-verdien i VOUT1-ligningen, kan vi få;

VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

På samme måte kan vi skrive VOUT2 & VOUT3 når inngangssignalene kun er; V2 og V3 tilsvarende.

VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]

Ved å legge til de ovennevnte VOUT1, VOUT2 & VOUT3 ligningene, vil overføringsfunksjonen til en ikke-inverterende forsterker som inkluderer tre inngangssignaler bli som;

VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .

Forskjellen mellom inverterende og ikke-inverterende summeringsforsterker

Hovedforskjellen mellom inverterende og ikke-inverterende summeringsforsterkere diskuteres nedenfor.

Fordeler

De fordelene med en ikke-inverterende summeringsforsterker Inkluder følgende.

• Denne summeringsforsterkerens spenningsforsterkning er positiv.
• Utgangssignalet kan oppnås uten inversjon av fase.
• Inngangsimpedansverdien er høy.
• Spenningsforsterkningen er variabel.
• I denne forsterkeren kan overlegen impedanstilpasning oppnås.

De ulemper med en ikke-inverterende summeringsforsterker Inkluder følgende.

• Denne forsterkeren har en hovedulempe hvor kretsforsterkningen vil være to ganger for den resterende kanalen tilkoblet dersom en av inngangene er frakoblet.
• Det er ikke foreslått å gå bort fra flyten av ikke-inverterende pinner mens du kobler fra alle innganger.
• Mulig interferens mellom inngangen og andre innganger kan være tilstede med skiftende grad av alvorlighetsgrad.
• Å introdusere en tredje inngang kan resultere i et fall i forsterkningen innenfor de to første kanalene, noe som kan ha implikasjoner basert på den aktuelle applikasjonen.
• Hvis det er en kobling til en kilde som har en variabel utgangsimpedansverdi, så påvirker det de resterende to kanalenes forsterkning, som kanskje ikke er populær.

applikasjoner

De anvendelser av ikke-inverterende summeringsforsterkere Inkluder følgende.

• Ikke-inverterende summerende op-amp-kretser er anvendelige der det kreves høy inngangsimpedans.
• Disse kretsene kan brukes som en spenningsfølger ved ganske enkelt å gi o/p til den inverterende inngangen som en inverter.
• Disse kretsene hjelper til med å isolere de spesielle kaskadede kretsene.
• Denne forsterkeren brukes til å gi en summert utgang for de påførte inngangssignalene med samme fase eller polaritet.

Dermed er dette en oversikt over ikke-inverterende summering forsterkere, kretser, derivering , forskjeller, overføringsfunksjon, fordeler, ulemper og deres applikasjoner. Dette er en type summeringsforsterker med flere innganger til +ve ikke-inverterende inngang. Summeringsforsterkeren kan brukes som en ikke-inverterende summeringsforsterker ved ganske enkelt å koble ulike inngangssignaler gjennom motstandene til op-forsterkerens ikke-inverterende inngang.

Utgangsspenningen til denne summeringsforsterkeren er mengden av inngangsspenningene, forspent av motstandens verdier. Hvert inngangssignal til denne forsterkeren kan enkelt kobles til en motstand, mens den gjenværende terminalen til hver motstand kan kobles til den ikke-inverterende terminalen til operasjonsforsterkeren. Etter det kobles summeringskrysset til GND gjennom en tilbakemeldingsmotstand. Så dette arrangementet tillater operasjonsforsterkeren å inkludere forskjellige inngangsspenninger gjennom den passende vektingen bestemt gjennom motstandsverdiene. Her er et spørsmål til deg, hva er en summeringsforsterker?