Підсумовуючий підсилювач або схема підсилювача операційного підсилювача

Операційні підсилювачі (Opamp) має стільки цікавих програм, і ми вже створили безліч схем з використанням операційних підсилювачів. Сьогодні ми збираємося вивчити ще одне застосування Opamp, яке полягає у додаванні двох або більше вхідних напруг, і схема називається підсумовуючим підсилювачем або підсилювачем Opamp. Тут ми будемо використовувати LM358 Opamp для демонстрації схеми додавання.

Необхідні компоненти:

LM358 Двоопераційні підсилювачі
Резистор 1KΩ -4Ні
Живлення (для підсилювача + Vcc та -Vcc) 9 В постійного струму
Два джерела вхідної напруги (їх сума повинна бути <напруга живлення)
Цифровий багатометровий DMM для тестування

Перш ніж вдаватися до деталей, ми спочатку дізнаємося про операційні підсилювачі та LM385.

Операційний підсилювач (операційний підсилювач)

LM358 - це подвійний малошумний операційний підсилювач, який має два незалежних компаратори напруги всередині. Це підсилювач загального призначення, який можна налаштувати в багатьох режимах, таких як компаратор, літо, інтегратор, підсилювач, диференціатор, режим інвертування, неінвертуючий режим тощо.

Щоб дізнатись більше про LM358, пройдіть через різні схеми LM358 як підсилювач та компаратор.

Інвертування конфігурації операційного підсилювача

Тут ми будуємо схему Adder за допомогою інвертуючого підсилювача. Отже, для того, щоб зрозуміти схему підсумовування інвертуючого підсилювача, ми повинні спочатку розглянути, як працює інвертуючий підсилювач у конфігурації із замкнутим циклом. Схема із замкнутим циклом інвертуючого підсилювача є дуже корисною і має дві найважливіші характеристики, що робить омпар для використання в різних додатках, і вони такі:

У конфігурації із замкнутим циклом,

Потоки потоків у вхідні термінали відсутні
Диференціальна вхідна напруга дорівнює нулю, оскільки V1 = V2 = 0 (віртуальна земля), АБО підсилювач намагається утримувати обидва входи на одному рівні або з однаковим значенням, навіть якщо один з терміналів не заземлений.

Нижче наведено інвертуючий ланцюг OpAmp із замкнутим циклом, який має негативний зворотний зв'язок з виходу на вхід. І через цей негативний зворотний зв'язок напруга на інвертуючому вході стає рівним напрузі на неінвертуючому вході, отже, створюється віртуальне заземлення.

Ми знаємо з формул коефіцієнта посилення Op-amp, Підсилення (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)

Інвертуючий підсилювач / підсумовувач підсумовувача працює:

Схема інвертування суматора подібна до вищезазначеного інвертуючого підсилювача, в якому вхідні напруги подаються на інвертуючу клему, а неінвертуюча клема заземлена, але різниця в схемі інвертуючого суматора полягає в тому, що вона має кілька входів на своєму інвертуючому терміналі. Нижче наведена схема інвертуючої схеми суматора з двома входами на інвертуючому вході.

У схемі неинвертирующий заземлений, і, як показано в конфігурації з замкнутим контуром, напруга в точці B буде таким же, як напруга в точці А, 0В. Тому струм I1 і I2 буде надходити в резистор Rf (вищий потенціал), а не в інвертуючу клему (нижчий потенціал) операційного підсилювача. Отримана вихідна напруга буде сумою входів і матиме від'ємний характер, оскільки вхід подається на неінвертуючий термінал.

Ось практична реалізація схеми суматора Opamp з використанням LM358. Ми використали дві окремі батареї (≈4 В постійного струму та ≈2,6 В постійного струму) для двох вхідних напруг, і ви можете побачити суму двох вхідних напруг (6,89 в) в мультиметрі на малюнку нижче.

Інвертування аналізу ланцюга підсилювача Op-amp:

Рівняння коефіцієнта підсилення для інвертуючого підсилювача становить, Vout = (Rf / R) Vin

Застосовуючи KCL до ланцюга, I1 + I2 = Якщо (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Рівняння-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},

Якщо є n входів, тоді

Vo = - Rf * {(V1 / R1) + (V2 / R2) + ……….. + (V2 / Rn)}

Давайте розглянемо R1 = R2 = Rf = R

Vo = - (V1 + V2); коли R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (для n кількості входів)

Це називається інвертуючим суматором посилення одиниці

І якщо R1 = R2 = R ≠ Rf, то

Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (для n кількості входів)

Отже, в підсилювачі операційного підсилювача вихідна напруга пропорційна сумі вхідних напруг.

Отже, ось як інвертуючий Op-amp в конфігурації із замкнутим циклом з кількома входами може бути використаний як схема підсилювача Adder або Summing. Подібним чином ми можемо створити суматор Op-amp з неінвертуючими підсилювачами.