33 fakta om summeringsforstærker: Inverterende, ikke-inverterende

  1. summerende operationsforstærker
  2. opsummerende forstærker definition
  3. ikke-inverterende summeringsforstærker
  4. inverterende summeringsforstærker
  5. summerende forstærkerkredsløb
  6. inverterende summeringsforstærkerkredsløb
  7. ikke inverterende summeringsforstærkerkredsløb
  8. summeringsforstærker med AC og DC-indgang
  9. summerende forstærkeroutput
  10. summerende forstærkerbølgeform
  11. summering af forstærkerens udgangsbølgeform
  12. forstærkning af en summerende forstærker
  13. bestemm udgangsspændingen på summeringsforstærkeren
  14. summerende forstærkerafledning
  15. inverterende summeringsforstærkerformel
  16. ikke inverterende summerende forstærkerafledning
  17. summerende forstærker forstærkning formel
  18. summerende forstærker ic
  19. opsummerende forstærker skematisk
  20. analog summeringsforstærker
  21. summering og forskel forstærkerteori
  22. lydsummerende forstærker
  23. nuværende summer-forstærker
  24. forskel mellem inverterende og ikke-inverterende summeringsforstærker
  25. digital til analog konverter summering-forstærker
  26. funktion af summeringsforstærker
  27. enkelt forsynings summing-forstærker
  28. summer-forstærker applikationer
  29. opsummerende forstærker lyd mixer
  30. summerende forstærker DC-forskydning
  31. opsummerende forstærker design
  32. summeringsforstærkereksempel
  33. opsummerende skalering og gennemsnitlig forstærker
  34. opsummerende forstærker kredsløb på breadboard
  35.  Ofte Stillede Spørgsmål

Opsummerende operationsforstærker

En summeringsforstærker er en af ​​op-amp-applikationerne, som udfører summerings- eller tilføjelsesoperationer. Flere indgangsspændinger leveres til forstærkeren, og udgangen giver en forstærket summering af spændingerne. Summing-forstærkere har forskellige anvendelser inden for elektronik. Det har også to typer - inverterende summeringsforstærker og ikke-inverterende summeringsforstærker. I detaljer vil vi diskutere analysen af ​​summeringsforstærkeren i den følgende artikel.

summerende forstærker
summer-forstærker
Billedkredit: Wikipedia genererer

Opsummerende forstærker definition

En summeringsforstærker kan defineres som en forstærker, der tager flere indgange på en af ​​indgangsterminalerne og giver den vægtede sum af alle indgangene.

Ikke-inverterende summeringsforstærker med op-forstærker

Ikke-inverterende summeringsforstærker er en af ​​typerne af summeringsforstærkere. I denne type operationer er indgangsspændingerne tilvejebragt i forstærkerens ikke-inverterende terminal. Udgangens polaritet forbliver den samme som indgangene, og derfor betegnes den som ikke-inverterende summeringsforstærker.

Inverterende summeringsforstærker

Inverterende summeringsforstærker er en anden type summeringsforstærker, hvor indgangsspændingerne er tilvejebragt i de inverterende terminaler. Polariteten på udgangsspændingerne bliver ændret, og af den grund er den kendt som inverterende summeringsforstærker.

Opsummerende forstærker design

En summering-forstærker er designet ved hjælp af en basic op amp og modstande. Den kan designes i to hovedkonfigurationer

  • inverterende summeringsforstærker.
  • ikke-inverterende summeringsforstærker.

 Vi vil diskutere den generelle design af en summeringsforstærker.

For at designe et kredsløb med en op-forstærker skal vi huske op-forstærkerens grundlæggende egenskaber. De er - høj inputimpedans og begrebet virtuel jord. Til den virtuelle jord skal vi oprette en jordforbindelse i enhver indgangsterminal (den konventionelle måde er at forbinde jorden i den modsatte terminal, hvor input ikke leveres). En feedback-sti oprettes under hensyntagen til den høje inputforstærkning. Generelt laves en negativ feedbacksti for systemstabilitet. Indgangene er forsynet med modstande. Outputtet samles fra output, der indeholder den vægtede sum af input.

Summing forstærker kredsløb | Op amp opsummerende forstærker kredsløb design

Nedenstående billeder repræsenterer kredsløbsdiagrammer for summeringsforstærkeren. Den første er til invertering af summing-forstærker-kredsløbet, og den anden er for det ikke-inverterende summer-forstærker-kredsløb.

Inverterende summing forstærker kredsløb

300px Op Amp Inverting Amplifier.svg
Billede af: Induktiv belastningOp-Amp inverterende forstærker, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

Ikke-inverterende summing forstærker kredsløb

300px Op Amp Non-inverting Amplifier.svg
Billede af: Induktiv belastningOp-Amp ikke-inverterende forstærker, markeret som offentligt domæne, flere detaljer om Wikimedia Commons

Overhold både kredsløbsdiagrammet, da du kan se forskellen i at anvende indgangsspændingerne.

Opsummeringsforstærker med AC og DC indgang

En summeringsforstærker kan forsynes med enten vekselstrøm eller jævnspænding. Indgangsspændingstyperne har generelt ingen i forstærkerens drift.

Opsummering af forstærkerudgang

Outputtet fra en summeringsforstærker tilvejebringer de forstærkede tilføjede indgangsspændinger, der tilvejebringes på en af ​​op amp-indgangsterminalerne. Udgangsspændingens polaritet afhænger af valg af indgangsterminal, og hvis indgangen leveres i den ikke-inverterende terminal, vil udgangen ikke blive inverteret. Stadig, hvis indgangen leveres i kredsløbets inverterende terminal, vil der være en polaritetsændring.

Opsummering af forstærkerens bølgeform

Indgangs- og udgangsspændingerne på en op-amp kan observeres og måles ved hjælp af en CRO. CRO-stifterne er forbundet med indgangsstifterne og jorden for at observere indgangsspændingerne.

Summering-forstærkerens udgangsbølgeform

For at observere output er CRO's positive stik tilsluttet til udgangsstiften, og det negative stik er forbundet til jordstiften. Så kan vi observere udgangsspændingen.

Forstærkning af en summeringsforstærker

Summingsforstærkeren er også en typisk op-forstærker. Det forstærker også indgangssignalet og leverer output. Nu udfører en summeringsforstærker også tilføjelsesoperationen. Så det forstærker den opsummerede indgangsspænding. Den generelle ligning (af ikke-inverterende summeringsforstærker) kan skrives som: Vo = k (V1 + V2 +… + Vn). Her er Vo outputligningen, og V1, V2 ... Vn er indgangsspændingerne. 'k' er forstærkningsfaktoren.

Hvordan bestemmes udgangsspændingen fra summeringsforstærkeren?

Et par trin skal følges for at bestemme summeringsforstærkerens O / P-spænding. Først skal vi bruge begrebet virtuel grund. Ved hjælp af dette sørger vi for, at spændingerne på begge indgangsterminaler er ens. Anvend derefter Kirchhoffs nuværende lov for at få spændingsligningerne fra indgangsterminalerne. Derefter skal du udskifte de nødvendige vilkår for at få det endelige output i indgangsspændinger og modstande. Afledninger for både de inverterende og ikke-inverterende typer er angivet nedenfor.

Summering-forstærker afledning

Afledningen af ​​summeringsforstærkeren refererer til outputligningens afledning. Afledningen inkluderer at finde ud af den aktuelle ligning ved hjælp af KCL og bruge begrebet virtuel jord og høj inputimpedans, hvor det er relevant. Afledningen af ​​inverterende og ikke-inverterende summeringsforstærker udføres nedenfor.

Formel for inverterende summeringsforstærker

Lad os bestemme outputformlen for en inverterende summeringsforstærker med 'n' antal indgange. Overhold kredsløbsdiagrammet ovenfor.

Ved hjælp af det virtuelle jordkoncept er A-knudepotentialet identisk med potentialet ved B-knudepunktet. Anvendelse af KCL, nuværende vil være

I1 + I2 + I3 +… + IN = IO

Eller V1 / R1 + V2 / R2 +… + Vn / Rn = - Vo / Rf

Eller Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R2) +… + (Rf * Vn / Rn)

Nu hvis R1 = R2 = ... = Rn = Rf, så kan vi skrive -

Vo = - [V1 + V2 +… + Vn]

Dette er den inverterende summeringsforstærkerformel.

Ikke-inverterende summering-forstærker-afledning

Overhold kredsløbsdiagrammet for den ikke-inverterende summeringsforstærker. Feedbackmodstanden er angivet som Rf. Modstandene for hver indgangsspænding antages som R1 = R2 = R3 = R. Modstanden for inverterende summeringsforstærker er R1. Ved hjælp af begrebet virtuel jord og KCL kommer outputligningen som: Vo = [1 + (Rf / R1)] * [(V1 + V2 + V3) / 3]

Formel for summering af forstærkerforstærkning

Outputligningen for en inverterende summeringsforstærker gives som:

Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R2) +… + (Rf * Vn / Rn)

Antages R1 = R2 =… = Rn,

Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R1) +… + (Rf * Vn / R1)

Eller Vo = - (Rf / R1) [V1 + V2 +… + Vn]

Nu er den generelle ligning af en inverterende forstærker:

Vo = - k (V1 + V2 +… + Vn), hvor k er forstærkningen.

Så k = (Rf / R1)

Det er forstærkningsfaktoren for en inverterende summeringsforstærker.

Summing-forstærker IC

Der er ingen readymade summer-forstærker tilgængelig i IC-emballage. De er bygget ved hjælp af de traditionelle op-amp IC'er. Op-forstærkere, som LM358, som har en dobbelt op-forstærker implementeret i den, bruges til at lave kredsløbet.  

Opsummering af forstærker skematisk

Det skematiske diagram af summeringsforstærkeren er vist nedenfor.

375px Op Amp Internal.svg 2
Skema over interne kredsløb

Analog summeringsforstærker

Forstærkeren er en analog enhed. En summeringsforstærker bruges også til digital til analog konvertering. Derfor kaldes summing-forstærkere analoge summeringsforstærkere.

Summering og differensforstærker teori

Teorien bag summering og forskelforstærker er bare de matematiske operationer af addition og subtraktion. I summeringsforstærkerne tilvejebringes indgangsspændinger i den ene ende, og udgangen, summen af ​​spændingerne, modtages med en vis forstærkning i udgangen.

Samme for forskelforstærker, der leveres to eller flere spændinger på indgangstrinnet, og en udgang, forskellen mellem dem er forsynet med forstærkninger.

Begge forstærkere er også grundlæggende op-forstærkere. Så teorien og principperne for grundlæggende op-forstærkere følges også.

Summering forstærker bruger

En summeringsforstærker er en praktisk enhed. Som navnet anbefaler, forener forstærkeren signaler efter behov. Nogle af de vigtige applikationer er-

  • Audio Mixer: Summing-forstærkere bruges i lydblanding til at tilføje forskellige indgange med lige store gevinster.
  • DAC: Summing-forstærkere bruges også i digitale til analoge konvertere.
  • Analog signalbehandling: Summing-forstærkere er effektive instrumenter til signalbehandling.

Lydsummerende forstærker

Audio summing-forstærker er en af ​​de væsentligste anvendelser af summing-forstærkere. Audioforstærkere blander vokal, trommer, guitarer og andre lyde fra andre instrumenter. Det er en af ​​de vigtige enheder til afspilning af optagelser.

DC summeringsforstærker

Dc-summeringsforstærkeren betegnes som summeringsforstærkere, der tilføres med indgangsspændingerne. Generelt kan summeringsforstærkere tilføres enten veksel- eller jævnspænding til deres drift.

Forskellen mellem inverterende og ikke-inverterende summeringsforstærker

Inverterende og ikke-inverterende summeringsforstærkere er intet andet end to forskellige summeringsforstærkere-konfigurationer og sammenligning imellem som følger:

Genstand for sammenligningInverterende summingsforstærkerIkke-inverterende summingsforstærker
InputInput anvendes i kredsløbets inverterende terminal.Input påføres den ikke-inverterende forstærker i kredsløbet.
ProduktionUdgangspolariteten bliver inverteret fra indgangen.Udgangspolariteten forbliver den samme som indgangsterminalens signal.
IndstillingerEn inverterende summeringsforstærker er mere foretrukket sammenlignet.En ikke-inverterende summeringsforstærker bruges i specifikke applikationer.

Differential summering-forstærker

En summeringsforstærker giver et output, der inkluderer den vægtede sum af input. Antag nu, at udgangen fra en summeringsforstærker har både den negative polaritetsindgang og den positive polaritetsspænding. I så fald vil denne summeringsforstærker være kendt som en differentieret summeringsforstærker. Sådanne forstærkere kan designes og er let tilgængelige på markedet.

Digital til analog konverter summering-forstærker

En digital til analog konverter konverterer det medfølgende digitale signal til dets ækvivalente analoge signal og for at vide mere om digital til analog konverter, Klik her.

En summeringsforstærker er en væsentlig enhed til fremstilling af en digital til analog konverter. Her er vist diagram af en 3-bit DAC ved hjælp af en summeringsforstærker.

Kredsløbets output kommer som: Vo = -R [(V2 / R) + (V1 / 2R) + (V0 / 4R)]

Efter at have forenklet ligningen kan vi skrive -

Vo = -1/4 [4V2 + 2V1 + V0]

Outputtabellen

V2V1V0Digital værdiVout (analog værdi)
00000
0011-0.25
0102-0.5
0113-0.75
1004-1.0
1015-1.25
1106-1.5
1117-1.75

Funktion af summeringsforstærker

Summen af ​​forstærkerens funktion er at tilføje alle de indgangsspændinger, der leveres ved enten inverterende eller ikke-inverterende terminal, og forudsat output, som indeholder den vægtede sum af alle input.

Hvordan virker en summeringsforstærker

Arbejdet med en summeringsforstærker er ligetil. Indgange gives på en af ​​indgangsterminalerne. Modstandene føjer vægten til indgangsspændingerne. Forstærkeren opsummerer derefter alt det vægtede input og producerer output.

Summering-forstærker dc offset

En summeringsforstærker leveres med en DC-offset-spænding med en AC-spænding. Denne forsyning hjælper med at opretholde lysdioderne i LED-moduleringskredsløbet og arbejde i et lineært område.

Eksempel på summeringsforstærker

Nogle af eksemplerne på summeringsforstærkere er lydmixere, digitale til analoge konvertere, LED-moduleringer, spændingsadder osv.

Opsummering af skalering og gennemsnitsforstærker

Inverterende forstærker har tre typer konfigurationer. De er - opsummering, gennemsnit og skalering. Vi har diskuteret invertering af summeringsforstærkeren. Nu skal vi beskrive skalering og gennemsnit.

Outputligningen for den inverterende summeringsforstærker er:

Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R2) +… + (Rf * Vn / Rn)

Overhold nu. Modstandsudtrykket associeret med indgangsspændingerne bidrager til forstærkningen og påvirker udgangen. Ændring i modstand vil ændre output. Dette er skaleringsforstærkeren.

Nu, hvis R1 = R2 = ... = Rn = R,

Derefter er Vo = - [(V1 * Rf / R) + (Rf * V2 / R) +… + (Rf * Vn / R)

Eller Vo = - (Rf / R) [V1 + V2 +… + Vn]

Hvis (Rf / R) = 1 / n, hvor n er antallet af input, så kommer ligningen som: Vo = - (1 / n) [V1 + V2 +… + Vn]

Vi kan sige, at denne ligning repræsenterer gennemsnittet af alt indgangssignalet. Dette er den gennemsnitlige forstærker.

Summering-forstærkerkredsløb på brødbræt

En opsummering-forstærker (enten inverterende eller ikke-inverterende) tilføjelse af to spændinger kan designes ved hjælp af et brødbræt. Komponenterne, der er nødvendige for at oprette forbindelser, er som følger:

  1. IC741 (1)
  2. Flere spændingskilder
  3. Modstande (5kohm x 2, 1kohm x 3)
  4. Tilslutning af ledninger
  5. CRO

Forbindelsen gennemføres ved hjælp af kredsløbsdiagrammet for den inverterende summeringsforstærker. Nedenstående billede viser tilslutningsforstærkerens breadboard-forbindelse.

Summering forstærker breadboard kredsløb 2

Ofte stillede spørgsmål

1. Hvad gør en summeringsforstærker

Svar: Summen af ​​forstærkerens hovedmål er at tilføje alle de indgangsspændinger, der er tilvejebragt på enten den inverterende eller ikke-inverterende terminal og leveret output, som indeholder den vægtede sum af alle input.

2. Hvordan virker en summeringsforstærker

Svar: Arbejdet med en summeringsforstærker er ligetil. Indgange gives på en af ​​indgangsterminalerne. Modstandene føjer vægten til indgangsspændingerne. Forstærkeren opsummerer derefter alt det vægtede input og producerer output.

3. Summeringsforstærker med kondensator

Svar: Kondensatorer placeres i en summeringsforstærker for at blokere signalernes DC-komponent. Kondensatoren tillader kun vekselstrømsdelene af de indgående og udgående signaler.

4. Hvorfor kaldes summerings-op-forstærkeren en vægtet summeringsforstærker

Svar: Summingsforstærkeren kaldes ofte en vægtet summeringsforstærker, da udgangen fra en summeringsforstærker består af vægtede indgangsspændinger. Vægten kommer fra modstandene forbundet med indgangsspændingerne.

5. Hvad er fordele og ulemper ved at invertere en summeringsforstærker

Svar: Fordelene ved summer-forstærker er - i) Den har højere stabilitet på grund af negativ feedback. ii) Den har tre typer konfigurationer til en summeringsforstærker: summering, skalering og gennemsnit.

Den eneste ulempe ved den inverterende summeringsforstærker er, at den har forholdsvis lavere forstærkning end den ikke-inverterende forstærker.

6. Hvad er formlen til at beregne værdien af ​​Rf-feedback-modstanden i et summerende forstærkerkredsløb?

Svar: Generelt leveres Rfs værdi til kredsløbet. Hvis de ikke er tilgængelige, men du har værdier for andre parametre, kan du nemt finde ud af Rfs værdi fra outputligningen. Outputligningen for en inverterende forstærker er angivet nedenfor.

Vo = - [(V1 * Rf / R1) + (Rf * V2 / R2) +… + (Rf * Vn / Rn)

7. Hvorfor aktiv band stop filtre er designet ved hjælp af en summeringsforstærker

Svar: Summing-forstærkere bruges til at designe de aktive båndstopfiltre, da summeringsforstærkeren tilbyder et lineært driftsområde og giver den virtuelle jord.

For mere elektronikrelateret artikel Klik her