Operasyon mga amplifier ay magagamit sa iba't ibang mga pagsasaayos. A summing amplifier ay isa sa mga uri, na ginagamit para sa pagsasama-sama ng mga available na boltahe sa hindi bababa sa dalawa o mas mataas na mga input sa isang solong o/p boltahe. Ang inverting op-amp ay may iisang input voltage na ibinibigay sa inverting input terminal. Kung magbibigay tayo ng ilang input resistors sa inverting input terminal, ang bawat input ay katumbas ng orihinal na input resistor value, na kilala bilang summing amplifier. Pinoproseso ng amplifier na ito ang pagdaragdag at pagbabawas ng mga boltahe. Mayroong dalawang uri ng summing amplifier; inverting at non-inverting. Ang artikulong ito ay nagbibigay ng maikling impormasyon sa a non-inverting summing amplifier , pagtatrabaho, at mga aplikasyon nito.
Ano ang Non-inverting Summing Amplifier?
Ang isang uri ng isang Op-Amp circuit configuration na ginagamit upang magbigay ng summed output, na may parehong phase o polarity ay kilala bilang Non-inverting summing amplifier. Ang mga uri ng summing amplifier ay gumagamit ng direktang coupling technique, na nagpapahiwatig na ang mga source signal ay konektado at nakadirekta sa Op-Amp.
Sa ganitong uri ng configuration ng op-amp, naka-ground ang inverting input ng op-amp. Ang non-inverting input ay konektado sa input boltahe sa pamamagitan ng isang risistor o direkta. Ang non-inverting summing amplifier na ito ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng paggamit ng sumusunod na formula:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Kung saan ang 'Rf' ay ang feedback resistor, ang 'R1' ay ang input resistor at ang Vin ay ang kabuuan ng inilapat na input voltages.
Gumagana ang Non-Inverting Summing Amplifier
Ang Non-Inverting Summing Amplifier ay nagbibigay ng summed o/p ng mga i/p signal kasama ang katulad na polarity (o) phase. Ang amplifier na ito ay may ilang input source at isang solong output kung saan ang mga input na ito ay konektado sa non-inverting terminal nito sa pamamagitan ng resistors.
Ang bawat input signal ay direktang konektado sa isang risistor samantalang ang kabilang dulo ng bawat risistor ay nakakonekta lamang sa non-inverting terminal ng op-amp. Pagkatapos nito, ang summing junction ay konektado sa GND sa pamamagitan ng feedback resistor. Kaya't ang pag-aayos na ito ay nagbibigay-daan lamang sa operational amplifier na magdagdag ng iba't ibang mga boltahe ng input na may angkop na weighting na napagpasyahan ng mga halaga ng isang risistor.
Ang kabuuang output ng amplifier na ito ay ang kabuuan ng lahat ng konektadong mga boltahe ng input kung saan ang mga indibidwal na timbang ay nakasalalay sa mga konektadong resistors na may katumbas na mga input. Kaya ang input at output ng amplifier na ito ay nasa phase na may 0°.
Non-Inverting Summing Amplifier gamit ang Op Amp
Ang non-inverting summing amplifier circuit diagram ay ipinapakita sa ibaba. Ang configuration ng amplifier na ito ay katulad ng non-inverting amplifier. Ang mga input voltage sa amplifier na ito ay ibinibigay sa non-inverting input terminal ng Op Amp. Ang output ng amplifier na ito ay ibinabalik sa pamamagitan ng boltahe na divider bias na feedback sa inverting input terminal. Ang circuit na ito ay may tatlong input para lamang sa kadalian, ngunit ang bilang ng mga input ay maaari ding idagdag. Ang pagkalkula ng boltahe ng output ng amplifier na ito ay tinalakay sa ibaba.
Kung ang input boltahe tulad ng 'VIN' ay ang lahat ng kumbinasyon ng mga signal ng input, maaari itong ibigay sa non-inverting pin ng op-amp. Mula sa itaas na non-inverting summing amplifier circuit, maaari nating kalkulahin ang output boltahe ng amplifier na ito gamit ang input pin na VIN at sa feedback divider, Rf at Ri resistors ang ginagamit. Kaya ang output boltahe ay magiging bilang;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Sa tuwing malalaman ang output boltahe ng amplifier na ito, kailangan nating magpasya sa halaga ng VIN. Kung ang tatlong pangunahing input source ay V1, V2 & V3, at ang input resistance ay; R1, R2 at R3 pagkatapos ang kani-kanilang channel input ay VIN1, VIN2 at VIN3 kapag ang iba pang katumbas na channel ay grounded. kaya,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Dito, kapag ang virtual ground na ideya ay hindi nalalapat, lahat ng channel ay makakaapekto sa natitirang mga channel. Una, kailangan nating kalkulahin ang bahagi ng VIN1 ng VIN at sa pamamagitan ng madaling matematika; madali nating makukuha ang natitirang dalawang value ng VIN2 at VIN3.
Sa tuwing ang V2 at V3 ay pinagbabatayan pagdating sa VIN1, kung gayon ang kanilang mga katumbas na resistors ay hindi maaaring balewalain bilang hugis ng isang network ng boltahe na divider. Dahil dito,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Gayundin, maaari nating kalkulahin ang iba pang dalawang halaga ng VIN2 at VIN3 bilang
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Samakatuwid,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Sa wakas, maaari nating kalkulahin ang Output boltahe bilang;
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))]}
Kung isasaalang-alang namin ang espesyal na katumbas na timbang na estado saanman ang lahat ng mga resistor na may magkatulad na mga halaga, pagkatapos nito ang VOUT ay:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
Ang non-inverting summing circuit design ay nilapitan sa pamamagitan ng pangunahing pagdidisenyo ng amplifier na ito upang magkaroon ng kinakailangang boltahe na nakuha. Pagkatapos nito, ang mga input resistors ay pinipili nang kasing laki ng magagawa upang umangkop sa uri ng operational amplifier na ginamit.
Non-Inverting Summing Amplifier Transfer Function
Ang noninverting summing amplifier circuit na may tatlong input ay ipinapakita sa ibaba. Kung gusto nating magdagdag ng tatlong input signal sa amplifier kung gayon ang transfer function ng tatlong input noninverting summing amplifier ay tinatalakay sa ibaba.
Sa pamamagitan ng paggamit ng superposition theorem, una, iiwan lang natin ang 'V1' sa loob ng circuit na ito, at ang V2 at V3 ay ginawang zero sa pamamagitan ng pagkonekta ng R2 at R3 resistors sa GND.
Para sa isang perpektong operational amplifier, ang input current ng non-inverting terminal ay itinuturing na zero. Kaya, ang mga resistor ng R1, R2 at R3 ay gagawa ng isang boltahe attenuator sa pamamagitan ng mga resistor ng R2 at R3 nang magkatulad. Kaya ang 'Vp' ay;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Saan kasama ang R2 || R3 napansin namin na ang magkatulad na halaga ng R2 at R3.
Gamit ang V1 input source, ang output ng isang operational amplifier ay mapapansin sa pamamagitan ng VOUT1 at maaari itong isulat bilang;
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Sa pamamagitan ng pagpapalit ng Vp value sa VOUT1 equation, makukuha natin;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Gayundin, maaari nating isulat ang VOUT2 & VOUT3 kapag ang mga input signal lamang ay; V2 at V3 nang naaayon.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Sa pamamagitan ng pagdaragdag sa itaas ng mga equation ng VOUT1, VOUT2 at VOUT3, ang function ng paglilipat ng isang non-inverting amplifier kasama ang tatlong input signal ay magiging bilang;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Pagkakaiba sa pagitan ng Inverting at Non-Inverting Summing Amplifier
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Inverting at Non-Inverting Summing Amplifier ay tinalakay sa ibaba.
| Inverting Summing Amplifier | Non-Inverting Summing Amplifier |
| Ang lahat ng input signal sa circuit na ito ay ibinibigay sa inverting input terminal ng op-amp samantalang ang non-inverting terminal ay grounded. | Ang lahat ng input signal sa circuit na ito ay ibinibigay sa noninverting input terminal ng op-amp samantalang ang inverting terminal ay grounded. |
| Gumagana ang summing amplifier na ito na katulad lang ng inverting op-amp | Gumagana ang non-inverting summing amplifier na ito sa non-inverting op-amp. |
| Ang pag-invert sa summing amplifier ay binabaligtad ang phase ng output signal. | Ang non-inverting summing amplifier ay nagpapanatili ng katulad na bahagi sa input signal. |
| Ang pagsasaayos ng amplifier na ito ay nagbibigay ng negatibong kabuuan ng mga inilapat nitong boltahe ng input. | Ang non-inverting summing amplifier configuration ay nagbibigay ng positibong kabuuan ng mga inilapat nitong input voltages. |
| Ang phase difference sa amplifier na ito ay 180° sa pagitan ng input at output signal. | Ang phase difference sa amplifier na ito ay 0° sa pagitan ng input at output signal. |
| Ang feedback sa amplifier na ito ay ibinibigay kung saan ibinigay ang input signal. | Ang feedback at input signal sa amplifier na ito ay konektado lamang sa iba't ibang mga terminal. |
| Ang terminal na '+' ay konektado sa GND. | Sa amplifier na ito, ang terminal na '-' ay konektado sa GND. |
| Sa amplifier na ito, hindi maikokonekta ang feedback sa GND. | Ang feedback sa amplifier na ito ay konektado sa GND gamit ang isang risistor. |
| Nagbibigay ang amplifier na ito ng baligtad na output na may negatibong (-ve) polarity. | Ang output na ginawa ng amplifier na ito ay hindi baligtad at ipinahayag na may +ve polarity. |
| Ang gain polarity ng amplifier na ito ay (-) negatibo. | Ang gain polarity ng isang non-inverting amplifier ay (+) positive. |
| Ang nakuha ng amplifier na ito ay < o > o = sa pagkakaisa (1). | Ang pakinabang ay palaging > 1. |
Mga kalamangan
Ang mga pakinabang ng isang non-inverting summing amplifier isama ang mga sumusunod.
- Positibo ang summing amplifier voltage gain na ito.
- Ang output signal ay maaaring makuha nang walang inversion ng phase.
- Ang halaga ng impedance ng input nito ay mataas.
- Ang nakuha ng boltahe ay variable.
- Sa amplifier na ito, makakamit ang superior impedance matching.
Ang disadvantages ng isang non-inverting summing amplifier isama ang mga sumusunod.
- Ang amplifier na ito ay may pangunahing disbentaha kung saan ang circuit gain ay magiging dalawang beses para sa natitirang channel na konektado kung ang isa sa mga input ay hiwalay.
- Hindi iminumungkahi na umalis mula sa lumulutang na mga di-inverting pin habang tinatanggal ang lahat ng input.
- Posibleng interference sa pagitan ng input at iba pang mga input ay maaaring naroroon sa pagbabago ng mga halaga ng kalubhaan.
- Ang pagpapakilala ng ikatlong input ay maaaring magresulta sa pagbaba ng kita sa loob ng unang dalawang channel, na maaaring magkaroon ng mga implikasyon batay sa partikular na aplikasyon.
- Kung mayroong link sa anumang source na may variable na halaga ng impedance ng output, makakaapekto ito sa natitirang dalawang channel ng amplification, na maaaring hindi sikat.
Mga aplikasyon
Ang mga application ng non-inverting summing amplifier isama ang mga sumusunod.
- Naaangkop ang mga non-inverting summing op-amp circuit saanman kinakailangan ang mataas na input impedance.
- Ang mga circuit na ito ay maaaring gamitin bilang isang boltahe na tagasunod sa pamamagitan lamang ng pagbibigay ng o/p sa inverting input tulad ng isang inverter.
- Ang mga circuit na ito ay nakakatulong sa paghihiwalay ng mga partikular na cascaded circuit.
- Ang amplifier na ito ay ginagamit upang magbigay ng summed output para sa mga inilapat na input signal na may parehong phase o polarity.
Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng non-inverting summing amplifier, circuits, derivation , mga pagkakaiba, function ng paglipat, mga pakinabang, kawalan, at ang kanilang mga aplikasyon. Ito ay isang uri ng summing amplifier na may ilang input sa +ve non-inverting input. Maaaring gamitin ang summing amplifier bilang non-inverting summing amplifier sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng iba't ibang input signal sa buong resistors sa non-inverting input ng op-amp.
Ang output boltahe ng summing amplifier na ito ay ang halaga ng input voltages, na pinapanigang ng mga halaga ng risistor. Ang bawat input signal ng amplifier na ito ay maaaring konektado lamang sa isang risistor samantalang ang natitirang terminal ng bawat risistor ay maaaring konektado sa non-inverting terminal ng operational amplifier. Pagkatapos nito, ang summing junction ay konektado sa GND sa pamamagitan ng feedback resistor. Kaya, ang pag-aayos na ito ay nagpapahintulot sa amplifier ng pagpapatakbo na isama ang iba't ibang mga boltahe ng input sa pamamagitan ng angkop na pagtimbang na napagpasyahan sa pamamagitan ng mga halaga ng risistor. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang summing amplifier?
