- Необходими компоненти:
- Op-усилвател (операционен усилвател)
- Обръщане на конфигурацията на операционния усилвател
- Инвертиране на Adder Circuit / Summing усилвател работи:
- Инвертиране на анализ на веригата за добавяне на Op-amp:
Операционните усилватели (Opamp) има толкова много интересни приложения и вече сме създали много схеми, използващи операционни усилватели. Днес ще проучим още едно приложение на Opamp, което е да добавим две или повече входни напрежения и веригата се нарича Summing amplifier или Opamp Adder. Тук ще използваме LM358 Opamp, за да демонстрираме веригата за добавяне.
Необходими компоненти:
- LM358 Двуоперационни усилватели
- Резистор 1KΩ -4Nos
- Захранване (за opamp + Vcc & -Vcc) 9 Vdc
- Два източника на входно напрежение (тяхната сума трябва да бъде <захранващо напрежение)
- Цифров многометров DMM за тестване
Преди да влезем в подробности, първо ще научим за операционните усилватели и LM385.
Op-усилвател (операционен усилвател)
LM358 е операционен усилвател с двойно ниско ниво на шум, който има два независими компаратора на напрежение вътре. Това е операционен усилвател с общо предназначение, който може да бъде конфигуриран в много режими като сравнителен, летен, интегратор, усилвател, диференциращ, инвертиращ режим, неинвертиращ режим и т.н.
За да научите повече за LM358, преминете през LM358 различни схеми като усилвател и компаратор.
Обръщане на конфигурацията на операционния усилвател
Тук изграждаме Adder верига с помощта на инвертиращ усилвател. Така че, за да разберем схемата за сумиране на Inverting Opamp, трябва първо да разгледаме как един инвертиращ opamp работи в конфигурация със затворен цикъл. Схемата със затворен цикъл на инвертиращия opamp е много полезна и има две най-важни характеристики, което прави opamp за използване в различни приложения и те са както следва:
В конфигурация със затворен цикъл,
- Няма входящи потоци във входните терминали
- Диференциалното входно напрежение е нула, тъй като V1 = V2 = 0 (Виртуална земя), ИЛИ opamp се опитва да поддържа двата входа на едно и също ниво или една и съща стойност, дори ако един от терминалите не е заземен.
По-долу има инвертираща OpAmp верига със затворен цикъл, която има отрицателна обратна връзка от изхода към входа. И поради тази отрицателна обратна връзка, напрежението при инвертиращ вход става равно на напрежението при неинвертиращ вход, като по този начин се създава виртуална земя.
Ние знаем от формулите за инвертиращо усилване на Op-amp, Печалба (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)
Инвертиране на Adder Circuit / Summing усилвател работи:
Инвертиращата сумационна схема е подобна на горния инвертиращ усилвател, в който входните напрежения се дават на инвертиращия терминал и неинвертиращият терминал е заземен, но разликата в Инвертиращата сумационна схема е, че има множество входове в своя инвертиращ терминал. По-долу е схемата на Inverting Adder Circuit с два входа на инвертиращия вход.
Във веригата неинвертиращият терминал е заземен и както се вижда в конфигурацията със затворен контур, напрежението в точка B ще бъде същото като напрежението в точка A, 0V. Следователно токът I1 и I2 ще тече в резистора Rf (по-високият потенциал), а не в инвертиращия терминал (по-ниският потенциал) на оп-усилвателя. Полученото изходно напрежение ще бъде сбор от входовете и ще бъде отрицателно по своята същност, тъй като входът се прилага към неинвертиращия терминал.
Тук е практическото изпълнение на веригата за добавяне на Opamp с помощта на LM358. Използвахме две отделни батерии (≈4 Vdc и ≈2,6 Vdc) за две входни напрежения и можете да видите сумата от две входни напрежения (6.89v) в Мултиметър на снимката по-долу.
Инвертиране на анализ на веригата за добавяне на Op-amp:
Уравнението на печалбата за инвертиращ усилвател е, Vout = (Rf / R) Vin
Прилагане на KCL към веригата, I1 + I2 = Ако (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Уравнение-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},
Ако има n входа, тогава
Vo = - Rf * {(V1 / R1) + (V2 / R2) + ……….. + (V2 / Rn)}
Нека разгледаме R1 = R2 = Rf = R
Vo = - (V1 + V2); когато R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (за n брой входове)
Това се нарича инвертиращ суматор за усилване на единицата
И ако R1 = R2 = R ≠ Rf тогава
Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (за n брой входове)
Така че в оп-усилвателя сумарно изходно напрежение е пропорционално на сумата на входните напрежения.
Така че това е начинът, по който инвертиращ Op-усилвател в конфигурация със затворен цикъл с множество входове може да се използва като схема за добавяне или сумиране. По същия начин можем да изградим сумата на Op-amp с неинвертиращи op-усилватели.