33 tény az összegző erősítőről: Invertáló, nem invertáló

Bevezetés az összegző erősítőkbe

Az összegző erősítő egyfajta műveleti erősítő (op-amp) áramkör, amelyet általában az analóg elektronikában és jelfeldolgozásban használnak. Összegzésre készült több bemeneti feszültség és biztosítson egy kimenet feszültség, amely arányos a bemeneti feszültségek összegével. Ez hasznos eszközzé teszi különféle alkalmazásokban, mint például feszültségerősítés, áramkör tervezésés analóg-digitális átalakítás.

Az összegző erősítő definíciója

Egy összegző erősítő, más néven egy feszültség összegző erősítő, Nem egy áramkör amely több bemeneti jelet vesz és előállít egy kimenet feszültség, amely összege ezeket a bemeneti jeleket. Jellemzően műveleti erősítővel (op-amp) és egy kombináció ellenállások.

Az alapkoncepció egy összegző erősítő mögött a bemeneti feszültségek súlyozott összegének a biztosítása. Minden bemeneti feszültség szorozzuk meg megfelelő súlyt, határozza meg az értéks az ellenállásokat az áramkörben. Összege of ezek a súlyozott feszültségek ezt követően az op-amp felerősíti a kimeneti feszültség előállításához.

Az összegző erősítők típusai (invertáló és nem invertáló)

Vannak két fő típusa Az összesítő erősítők közül: invertáló és nem invertáló.

Invertáló összegző erősítő

Az invertáló összegző erősítőben a kimeneti feszültség az a negatív összeg a bemeneti feszültségek. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség invertált a bemeneti feszültségekhez képest. Az invertáló összegző erősítőt általában akkor használják, ha a bemeneti jelets ki kell vonni egymásból vagy mikor negatív összeg kívánatos.

Az invertáló összegző erősítő megvalósításához a bemeneti feszültségeket a műveleti erősítő invertáló termináljára kell csatlakoztatni. bemeneti ellenálláss. A kimenet feszültséget az op-amp kimeneti kapcsáról veszik. A visszacsatoló ellenállás a kimeneti terminál és az op-amp invertáló kapcsa közé csatlakozik. Az értékek of a bemeneti ellenálláss határozza meg a bemeneti feszültségek súlyát.

Nem invertáló összegző erősítő

Egy nem invertáló összegző erősítőben a kimeneti feszültség az a pozitív összeg a bemeneti feszültségek. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség nem invertálódik a bemeneti feszültségekhez képest. A nem invertáló összegző erősítőt általában akkor használják, ha a bemeneti jelets össze kell adni vagy mikor pozitív összeg kívánatos.

A nem invertáló összegző erősítő megvalósításához a bemeneti feszültségeket a műveleti erősítő nem invertáló kivezetésére kell csatlakoztatni. bemeneti ellenálláss. A kimenet feszültséget az op-amp kimeneti kapcsáról veszik. A visszacsatoló ellenállás a kimeneti terminál és az op-amp invertáló kapcsa közé csatlakozik. Az értékek of a bemeneti ellenálláss határozza meg a bemeneti feszültségek súlyát.

Összegző erősítők alkalmazásai

Az összegző erősítők alkalmazást találnak különböző területeken következtében képességüket több bemeneti jel kombinálásához egyetlen kimenet feszültség. Néhány gyakori alkalmazás Az összegző erősítők a következők:

1. Audio keverés: A hangkeverő konzolokban az összegző erősítők különböző forrásokból, például mikrofonokból és hangszerekből származó több audiojelet kombinálnak egyetlen kimenet jel.

2. digitális-beAnalóg átalakítás (DAC): Az összegző erősítőket a digitális-analóg konverterekben (DAC) használják a digitális jelek analóg jelekké történő átalakítására. A bemeneti digitális jelek súlyozva és összegezve állítják elő az analóg kimeneti feszültség.

3. Jelkondicionálás: Összegző erősítőket használnak jelkondicionáló áramkörök az analóg jelek további feldolgozása vagy továbbítása előtt történő feldolgozásához. Használhatók erősítésre, csillapításra vagy szűrésre a bemeneti jelets.

4. Feszültség összegzése: Az összegző erősítők feszültségek hozzáadására vagy kivonására szolgálnak különböző alkalmazásokban, például feszültségskálázásban, feszültségkiegyenlítés, és a feszültségszint eltolása.

Összefoglalva, az összegző erősítők sokoldalú áramkörök amelyek az alkalmazások széles körében használhatók. Legyen szó hangkeverésről, digitális-analóg átalakításról, jelkondicionálásról vagy feszültségösszegzésről, ezek az erősítők döntő szerepet játszanak benne áramkör tervezés és jelfeldolgozás. Megértés által a különböző típusok az összegző erősítők és alkalmazásaik, mérnökök és elektronika szerelmesei kihasználhatja a hatalom of ezeket az áramköröket Ahhoz, hogy kívánt eredményeiket.

Invertáló összegző erősítő

Az invertáló összegző erősítő egyfajta műveleti erősítő (op-amp) áramkör, amelyet általában használnak analóg elektronika és jelfeldolgozó alkalmazások. Úgy tervezték, hogy több bemeneti jelet összegezzen, és invertált kimeneti feszültséget biztosítson, amely arányos a bemeneti feszültségek összegével. Ez az áramkör gyakran használják digitális-analóg konverterrel (DAC) együtt a digitális jelek analóg feszültségekké alakítására.

Circuit Design

A áramkör tervezés Az invertáló összegző erősítő esetében a használat of egy op-erősítő és a visszacsatoló ellenállások. Az op-erősítő is nagy nyereségű feszültségerősítő ami felerősíti a különbség között annak két bemeneti csatlakozója. -ban az ügy az invertáló összegző erősítőnél az op-amp be van konfigurálva az invertáló mód, Ahol a bemeneti jelet az invertáló kapocsra (-) van ráhelyezve, és a visszacsatoló ellenállás a kimenet és az invertáló kapocs közé csatlakozik.

Megvalósít az összegzés funkció, több bemeneti jel csatlakozik az invertáló terminálhoz bemeneti ellenálláss. Minden bemeneti ellenállás kapcsolódik egy adott bemeneti jel és meghatározza a súlyozás of azt a jelet in a teljes összeget. A kimenet az erősítő feszültsége származik a csomópont a visszacsatoló ellenállás és az invertáló terminál, és az is a fordított összeg a bemeneti feszültségek.

Bemeneti és kimeneti hullámformák

A bemeneti hullámformák az invertáló összegző erősítő az egyes bemeneti jelek amelyeket összeadunk. Ezek a bemeneti jelek analóg feszültségek lehetnek különféle paraméterek vagy bejelez rendszer. A kimenet hullámforma az erősítő az a fordított összeg a bemeneti feszültségek. Fontos megjegyezni, hogy a kimeneti feszültség invertált miatt a konfigurációt az op-amp bemenetéről az invertáló mód.

A kimeneti feszültség egyenletének levezetése

A kimeneti feszültségegyenlet Az invertáló összegző erősítő értéke a virtuális föld fogalmával származtatható. Ban ben az ideális op-amp modell, az invertáló kapocs feszültsége megegyezik a nem invertáló kapocs feszültségével, amely általában a földhöz van kötve. Ez a koncepció lehetővé teszi számunkra az egyszerűsítést az elemzés az áramkörről.

Az invertáló terminálon Kirchhoff jelenlegi törvényének alkalmazásával levezethetjük a kimeneti feszültségegyenlet. Összege of A jelenlegiAz invertáló terminálba áramló s egyenlő nullával, ami a következőképpen fejezhető ki:

[
\frac{{V_1 – V_{\text{in}}}{{R_1}} + \frac{{V_2 – V_{\text{in}}}{{R_2}} + \ldots + \frac{{V_n – V_{\text{in}}}{{R_n}} = 0
]

Az egyenletet leegyszerűsítve a következőket kapjuk:

[
V_{\text{out}} = -\left(\frac{{R_f}}{{R_1}} \cdot V_1 + \frac{{R_f}}{{R_2}} \cdot V_2 + \ldots + \frac{{R_f}}{{R_n}} \cdot V_n\jobbra)
]

ahol (V_{\text{out}}) a kimeneti feszültség, (V_1, V_2, \ldots, V_n) a bemeneti feszültségek, és (R_1, R_2, \ldots, R_n) a bemeneti ellenálláss.

Az invertáló összegző erősítő nyeresége

Az invertáló összegző erősítő erősítését a visszacsatoló ellenállás ((R_f)) aránya határozza meg a bemeneti ellenálláss ((R_1, R_2, \ldots, R_n)). A negatív előjel a kimeneti feszültségegyenlet azt jelzi, hogy a kimeneti feszültség invertált a bemeneti feszültségekhez képest.

Az erősítő erősítését a következő képlettel lehet kiszámítani:

[
\text{Gain} = -\frac{{R_f}}{{R_1}} = -\frac{{R_f}}{{R_2}} = \ldots = -\frac{{R_f}}{{R_n}}
]

Az erősítés határozza meg az erősítési tényezőt a bemeneti jelets és kiválasztásával állítható be megfelelő értékeket a visszacsatoló ellenálláshoz és a bemeneti ellenálláss. Változással az értéks ezek az ellenállások, a relatív súlyozás of a bemeneti jelets szabályozható, ami rugalmasságot tesz lehetővé az összegzés működés.

Összefoglalva, az invertáló összegző erősítő egy sokoldalú áramkör, amely lehetővé teszi az összegzés több bemeneti jelet, és az összeggel arányos fordított kimeneti feszültséget biztosít. Az áramkör tervezés, bemeneti és kimeneti hullámformák, kimeneti feszültségegyenlet, és erősítési jellemzői értékes eszközzé teszik a különféle alkalmazásokban analóg jelfeldolgozás és feszültségösszegzés.

Nem invertáló összegző erősítő

A nem invertáló összegző erősítő a áramkör tervezés általánosan használt analóg elektronikában és jelfeldolgozásban. Gyakran alkalmazzák olyan alkalmazásokban, mint a feszültségerősítés és elektronikus áramkörök, különösen a a kontextus digitális-analóg átalakítás (DAC). Ban ben ez a szekció, megvizsgáljuk a áramkör tervezés, bemeneti és kimeneti hullámformák, a kimeneti feszültségegyenlet, és a nem invertáló összegző erősítő erősítése.

Circuit Design

A nem invertáló összegző erősítő egy műveleti erősítőt (op-amp) használ több bemeneti jel kombinálására egyetlen kimenet feszültség. Az áramkör áll egy op-erősítő, visszacsatoló ellenállássés bemeneti ellenálláss. Minden bemeneti jel csatlakoztatva van egy bemenet ellenállást, amely azután az op-amp nem invertáló termináljához csatlakozik. A visszacsatoló ellenállás az op-amp kimenete és invertáló terminálja közé csatlakozik. A kimenet feszültséget veszünk a csomópont a visszacsatoló ellenállás és az invertáló terminál.

Megérteni az áramkör működése, fontoljuk meg egyszerű példa. Tegyük fel, hogy van két bemeneti jel, Vin1 és Vin2, és ezeket a nem invertáló összegző erősítő segítségével szeretnénk összeadni. Csatlakoztathatjuk a Vin1-et egy bemenet ellenállás, R1 és Vin2 to másik bemeneti ellenállás, R2. A másik vége Az R1 és R2 az op-amp nem invertáló termináljához csatlakozik. Az Rf visszacsatoló ellenállás az op-amp kimenete és invertáló terminálja közé csatlakozik.

Bemeneti és kimeneti hullámformák

Ha több bemeneti jelet alkalmazunk a nem invertáló összegző erősítőre, a kimeneti hullámforma az az egyes bemeneti hullámformák. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség a bemeneti feszültségek súlyozott összege. A súlyok a visszacsatoló ellenállás aránya határozza meg a bemeneti ellenálláss.

Például, ha a Vin1 rendelkezik egy feszültség a V1 és a Vin2 rendelkezik egy feszültség A V2 kimeneti feszültsége, Vout, a segítségével számítható ki a következő egyenletet:

Vout = (V1/R1 + V2/R2) * Rf

A bemeneti hullámformák lehet bármilyen analóg jelet, Mint például a hang vagy érzékelő adatok, és a kimeneti hullámforma a következő lesz méretezett változata összegéből ezeket a bemeneti jeleket.

A kimeneti feszültség egyenletének levezetése

A kimeneti feszültségegyenlet A nem invertáló összegző erősítő értéke az áramkör elemzésével származtatható Kirchhoff törvényei és a a tulajdonságokat az op-erősítőről. Az op-amp invertáló termináljára Kirchhoff jelenlegi törvényét alkalmazva meg tudjuk határozni ezt A jelenlegi a visszacsatoló ellenálláson keresztül áramlik egyenlő A jelenlegi átfolyik a bemeneti ellenálláss. Ennek oka, hogy a virtuális talaj ingatlan az op-amp, amely biztosítja, hogy a feszültség az invertáló terminálon gyakorlatilag nulla legyen.

<p></p> Ohm törvénye, tudjuk kifejezni A jelenlegis a feszültségek és ellenállások tekintetében. Egyenlítéssel A jelenlegis, levezethetjük a kimeneti feszültségegyenlet. A levezetés jár némi algebrai manipuláció és egyszerűsítés, de a végeredmény a korábban említett egyenlet:

Vout = (V1/R1 + V2/R2) * Rf

A nem invertáló összegző erősítő nyeresége

A nem invertáló összegző erősítő erősítését a visszacsatoló ellenállás és a visszacsatoló ellenállás aránya határozza meg. a bemeneti ellenálláss. Ban ben a példa korábban tárgyaltuk, a nyereséget a következő egyenlet adja meg:

Erősítés = Rf / (R1 + R2)

Beállítással az értéks az ellenállásokat, szabályozhatjuk az erősítő erősítését. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy erősítsük vagy csillapítsuk a bemeneti jelets szükség szerint.

Összefoglalva, a nem invertáló összegző erősítő egy sokoldalú áramkör, amely lehetővé teszi több bemeneti jel kombinálását egyetlen kimenet feszültség. Annak megértésével áramkör tervezés, bemeneti és kimeneti hullámformák, a kimeneti feszültségegyenlet, és nyereséget, hatékonyan tudjuk hasznosítani ezt az erősítőt különböző feszültségösszegzést igénylő alkalmazásokban.

Differenciálösszegző erősítő

A differenciálösszegző erősítő egy sokoldalú áramkör, amelyet gyakran használnak analóg elektronika és jelfeldolgozó alkalmazások. Egyesíti a funkciókat egy összegző erősítő, megfordításával erősítő, és nemmegfordításával erősítő hogy több bemeneti jel súlyozott összegét adja meg. Ez a rész felfedezni fogja a meghatározás, működési elve, tervezési szempontok, és a differenciálösszegző erősítő alkalmazásai.

Meghatározás és működési elv

A differenciális összegző erősítő a feszültségösszegzés elvén alapul, ahol az egyes bemeneti jelek kombinálják az előállításához egyetlen kimenet feszültség. Műveleti erősítőt (op-amp) használ, mint a fő összetevő Ahhoz, hogy ezt a funkciót.

Az áramkör áll több bemeneti terminál, mindegyik csatlakozik visszacsatoló ellenállás (RF) és egy bemenet ellenállás (R). Az RF ellenállás biztosítására szolgál súlyozott érték nak nek minden bemeneti feszültség, Míg a a bemeneti ellenállás vezérlésére használják a bemeneti impedancia az áramkörről.

Megérteni a működési elve, fontoljuk meg egyszerű példa val vel két bemeneti jel, Vin1 és Vin2. A differenciális összegző erősítő összegez ez a két jel és termel egy kimenet feszültség, Vout, ami az a súlyozott összeget a bemeneti feszültségek.

Az egyenlet a kimeneti feszültség a következőképpen fejezhető ki:

Vout = -RF * ((Vin1/R1) + (Vin2/R2))

In ezt az egyenletet, a negatív előjel jelzi a fordított természet Az erősítő. Az RF ellenállás és a a bemeneti ellenálláss (R1 és R2) határozza meg a feszültségnövelés és a a súlyozás minden bemeneti jelről.

A differenciálösszegző erősítő a alapján működik az elv virtuális földről. A virtuális talaj az op-amp invertáló terminálján jön létre, ami biztosítja, hogy a feszültség ezt a terminált gyakorlatilag egyenlő a nullával. Ez lehetővé teszi az op-amp számára a szükséges feszültséget erősítő és összegző funkció.

Tervezés és alkalmazások

Tervezés differenciális összegző erősítő kiválasztásával jár megfelelő ellenállásértékek Ahhoz, hogy a kívánt súlyozás és feszültségnövelés. Az ellenállás értékei a korábban említett egyenlet segítségével kiszámítható, figyelembe véve a kívánt bemeneti feszültségeket és a a szükséges kimeneti feszültséget.

A differenciálösszegző erősítő alkalmazásokat talál benne különböző területeken, beleértve hangfeldolgozás, műszerezés és ellenőrzési rendszerek. Néhány gyakori alkalmazás következők:

1. Audio keverés: Az audiokeverő konzolokban a differenciális összegző erősítőt különböző forrásokból, például mikrofonokból és hangszerekből származó több audiojel kombinálására használják. Megengedi a hangmérnök beállításához a hangerő és az egyes bemeneti jelek egyenlegét, mielőtt elküldené a fő kimenet.

2. Analóg-digitális átalakítás: A differenciális összegző erősítőt gyakran használják digitális-analóg konverterekben (DAC) az analóg jelek átalakítására. digitális formában. Összegezve a bemeneti analóg jeleket és termel egyetlen digitális kimenet, amely tovább feldolgozható vagy tárolható.

3. Jelkondicionálás: Sok mérésben és ellenőrzési rendszerek, a differenciálösszegző erősítő jelkondicionálásra szolgál. Lehetővé teszi a kombinációját különböző szenzorjeleket, mint például a hőmérséklet, a nyomás és a feszültség egyetlen kimenet mert további feldolgozás vagy elemzés.

4. Feszültségskálázás: A differenciálösszegző erősítővel kicsinyíthető vagy felnagyítható feszültségszintek. Beállítással az ellenállás értékeit, az erősítő feszültségerősítést vagy csillapítást biztosíthat, így hasznos lehet különféle feszültségskálázó alkalmazások.

Összefoglalva, a differenciális összegző erősítő egy sokoldalú áramkör, amely kombinálja a funkciókat egy összegző erősítő, megfordításával erősítő, és nemmegfordításával erősítő. Több bemeneti jel súlyozott összegét biztosítja, és alkalmazásokat talál benne hangfeldolgozás, analóg-digitális átalakítás, jelkondicionálás és feszültségskálázás. Annak megértésével működési elve és a tervezési szempontok, a mérnökök használhatják ezt az áramkört felerősíteni elektronikus kialakításukat és a jelfeldolgozási képességek.

Digitális-analóg átalakító (DAC) összegző erősítő

Áramkör tervezése és üzemeltetése

Az összegző erősítő egyfajta műveleti erősítő (op-amp) áramkör, amelyet általában a digitális-analóg konverterekben (DAC) használnak. Úgy tervezték, hogy több bemeneti jelet összegezzen és biztosítson egy kimenet ezeknek a bemeneteknek az összegével arányos feszültség. ÖsszegeA ming erősítő konfigurálható invertálóként vagy nemmegfordításával erősítő, attól függ az alkalmazás követelmények.

Az alap áramkör tervezés egy összegző erősítőből áll egy op-erősítő, visszacsatoló ellenállássés bemeneti ellenálláss. Az op-erősítő úgy tesz mintha egy feszültség erősítő, biztosítva feszültségnövelés nak nek a bemeneti jelets. A visszacsatoló ellenállások párhuzamosan kapcsolódnak az op-amp kimenete és invertáló bemenete közé, míg a bemeneti ellenálláss között kapcsolódnak a bemeneti jelets és az invertáló vagy nem invertáló bemenet az op-erősítőről.

Az invertáló összegző erősítőben a bemeneti ellenálláss az op-amp invertáló bemenetére csatlakoznak. Ez a konfiguráció fordított kimeneti feszültséget biztosít a a bemeneti jelets. Másrészt egy nem invertáló összegző erősítőben a bemeneti ellenálláss csatlakozik a nem invertáló bemenet az op-erősítőről. Ez a konfiguráció biztosítja nem invertált kimeneti feszültség.

A művelet egy összegző erősítő alapja az elv virtuális földről. A virtuális talaj a műveleti erősítő invertáló bemenetén jön létre, amely a helyen van virtuális földpotenciál következtében a negatív visszacsatolás által biztosított visszacsatoló ellenállások. Ez lehetővé teszi az összegzés erősítő a bemeneti feszültségek összegzésére anélkül, hogy befolyásolná a bemeneti jelets.

Kimeneti egyenlet és digitális értékek

A kimenet segítségével határozható meg egy összegző erősítő feszültsége a következő egyenletet:

Vout = – (Rf / R1) * V1 – (Rf / R2) * V2 – … – (Rf / Rn) * Vn

Ahol:
– Vout a kimeneti feszültsége az összegzés erősítő.
– Rf a visszacsatoló ellenállás.
- R1, R2, …, Rn értéke a bemeneti ellenálláss.
- V1, V2, …, Vn a bemeneti feszültségek.

A kimenet feszültsége a súlyozott összeget a bemeneti feszültségek, ahol a súlyokat a visszacsatoló ellenállás aránya határozza meg a megfelelő bemeneti ellenállás. Beállítással az értéks a visszajelzést és bemeneti ellenálláss, az összegzés erősítő tud biztosítani a kívánt feszültségösszegző funkciót.

A digitális-analóg konverter (DAC) alkalmazásban a bemeneti feszültségek jellemzően digitális értékek képviselő analóg jel. Ezek digitális értékek alakítják át megfelelő analóg feszültségek segítségével analóg-digitális átalakító (ADC) bevitele előtt az összegzés erősítő. Összegeming erősítő majd összegzi ezek az analóg feszültségek termelni a végső kimeneti feszültség.

A kimenet feszültsége az összegzés Az erősítő tovább feldolgozható vagy különféle alkalmazásokban használható, mint például jelfeldolgozás, feszültségerősítés vagy egy bemenet a másiknak elektronikus áramkörök. A rugalmasság és sokoldalúsága az összegzés erősítő nélkülözhetetlen alkatrészévé teszik sok analóg elektronikai rendszer.

Összefoglalva, az összegzés A digitális-analóg konverterben (DAC) található erősítő döntő szerepet játszik a digitális jelek analóg feszültségekké alakításában. Az áramkör tervezés és működését, valamint a kimeneti egyenlet és a digitális értékek, biztosítani egy alapítvány a megértésért a funkcionalitása és alkalmazások. Megfelelő beállítással az összegzés erősítő, a mérnökök pontos és precíz feszültségösszegzést érhetnek el a legkülönfélébb tartományokban analóg jelfeldolgozás feladatokat.

Méretező és átlagoló erősítő

A skálázó és átlagoló erősítő is alapvető összetevője az analóg elektronikában és jelfeldolgozásban. Gyakran használják különféle alkalmazásokban, mint például feszültségerősítés, áramkör tervezésés analóg-digitális átalakítás. Ban ben ez a szekció, felfedezzük a meghatározás és működése a méretezés és átlagoló erősítő, valamint a kimeneti egyenlets kapcsolódik hozzá.

Meghatározás és működés

A skálázó és átlagoló erősítő, más néven összegző erősítő, egyfajta műveleti erősítő (op-amp) áramkör, amely több bemeneti jelet kombinál, és egy kimenet feszültség, amely ezen bemenetek súlyozott összege. Konfigurálható invertálóként vagy nemmegfordításával erősítő, a kívánttól függően áramkör tervezés.

Összegeming erősítő áll egy op-erősítő, visszacsatoló ellenállás (Rf), és bemeneti ellenálláss (R1, R2, R3, … Rn) csatlakoztatva van az invertáló vagy nem invertáló bemenet az op-amp terminálja. A bemeneti ellenálláss biztosítására szolgálnak a súlyozott értékeket mert minden bemeneti feszültség, míg a visszacsatoló ellenállás meghatározza az általános nyereség Az erősítő.

In az invertáló konfiguráció, a bemeneti jelets az op-amp invertáló bemeneti termináljára csatlakozik, míg a nem invertáló bemenet terminál földelve van. Ez a konfiguráció biztosítja negatív visszajelzés, ami fordított kimeneti feszültséget eredményez. Másrészt be a nem invertáló konfiguráció, a bemeneti jelets csatlakozik a nem invertáló bemenet terminál, és az invertáló bemeneti kapocs földelve van. Ez a konfiguráció biztosítja pozitív visszajelzés, Ami a nem invertált kimeneti feszültség.

Kimeneti egyenletek a skálázáshoz és az átlagoláshoz

A kimenet feszültsége a méretezés és átlagoló erősítő segítségével számítható ki a következő egyenletets:

• In az invertáló konfiguráció:

Vout = – (Rf / R1) * Vin1 – (Rf / R2) * Vin2 – (Rf / R3) * Vin3 – … – (Rf / Rn) * Vinn

ahol Vout a kimeneti feszültség, Vin1, Vin2, Vin3, … Vinn a bemeneti feszültségek, és R1, R2, R3, … Rn vannak a megfelelő bemeneti ellenálláss.

• In a nem invertáló konfiguráció:

Vout = (1 + (Rf / R1)) * Vin1 + (1 + (Rf / R2)) * Vin2 + (1 + (Rf / R3)) * Vin3 + … + (1 + (Rf / Rn)) * Vinn

ahol Vout a kimeneti feszültség, Vin1, Vin2, Vin3, … Vinn a bemeneti feszültségek, és R1, R2, R3, … Rn vannak a megfelelő bemeneti ellenálláss.

Ezek az egyenletek bemutatni, hogyan a méretezés és átlagoló erősítő kombinációk a bemeneti jelets és biztosítja egy kimenet feszültség, amely ezen bemenetek súlyozott összege. A kimenet A feszültség lehet invertált vagy nem invertált, attól függően a konfigurációt Az erősítő.

Összefoglalva, a méretezés és az átlagoló erősítő egy sokoldalú áramkör, amely lehetővé teszi több bemeneti jel kombinálását egyetlen kimenet feszültség. A működése és a kimeneti egyenletek ad egy alapítvány különböző alkalmazásokhoz az analóg elektronikában és jelfeldolgozásban.

Összegző erősítő IC

Az elérhető IC-k áttekintése

Ha tervezésről van szó elektronikus áramkörök jelfeldolgozáshoz, egyik lényeges összetevője is az összegzés erősítő. Ez a sokoldalú áramkör lehetővé teszi több bemeneti jel kombinálását és előállítását egyetlen kimenet feszültség, amely ezeknek a bemeneteknek az összege. Egyszerűsíteni az implementáció összegző erősítők, integrált áramköri (IC) megoldások széles körben elérhetők a piac.

Összegző erősítő IC-k, más néven operatív erősítők (működési erősítők), ajánlat kényelmes és hatékony módja az analóg elektronikában a feszültségösszegzés eléréséhez. Ezek az IC-k biztosítására tervezték nagyfeszültségű erősítés és pontos jelfeldolgozási képességek, így ideálisak számos alkalmazáshoz.

Vannak különböző összegző erősítő IC-k elérhető, mindegyikkel saját egyedi jellemzői és specifikációk. Néhány népszerű lehetőség tartalmaz az LM741, TL071és AD827. Ezek az IC-k miatt széles körben használják megbízhatóságukat, sokoldalúság és könnyű integrálhatóság áramkör tervezéss.

Kiválasztási és használati szempontok

Amikor kiválaszt egy összegző erősítő IC-t az Ön számára áramkör tervezés, Vannak több tényező meggondolni. Ezek a megfontolások biztosítja, hogy a kiválasztott IC megfeleljen a követelmények jelentkezése és kézbesítése a kívánt teljesítményt.

1. Bemeneti és kimeneti követelmények: Határozza meg az összeadandó bemeneti jelek számát és a kívánt kimeneti feszültségtartományt. Különböző IC-k támogatás különböző számok inputok és ajánlatok változó kimeneti feszültség képességek. Biztosítják, hogy a a kiválasztott IC tud befogadni az Ön konkrét igényeit.

2. Feszültség erősítés: A feszültségnövelés of az összegzés Az erősítő IC határozza meg az erősítési tényezőt a bemeneti jelets. Fontolgat a kívánt szintet az alkalmazáshoz szükséges erősítést, és válassza ki egy IC megfelelővel feszültségnövelés.

3. Visszacsatoló ellenállás konfigurációja: Összegző erősítőket használnak visszacsatoló ellenállások ellenőrzés alatt tartani az erősítési és összegzési jellemzőket. Megért az ellenállás konfigurációs lehetőségeit az IC támogatja, és győződjön meg arról, hogy illeszkednek az Önhöz áramkör tervezés követelményeket.

4. Tápegységre vonatkozó követelmények: Jelölje be a hatalom tápfeszültség tartomány és aktuális fogyasztási előírások az IC. Biztosítják, hogy a a tápegységét nyújthat a szükséges feszültséget és áramerősség az IC hatékony működtetéséhez.

5. Csomagtípus: Fontolgat a fizikai méret és a csomag Típus az IC. Ez különösen fontos, ha van helyszűke or speciális szerelési követelmények a áramkör tervezés.

6. Zaj és torzítás: Értékeld a zaj és torzítás jellemzői az IC. Alacsony zaj és a torzítási szintek fenntartása szempontjából kulcsfontosságúak jel integritása és elérése pontos összegzés bemeneti jelek.

7. Költség és rendelkezésre állás: Végül fontolja meg a költség és a választott IC elérhetősége. Győződjön meg arról, hogy belefér a költségvetésed és könnyen megvásárolható.

Gondosan mérlegelve ezek a tényezők, kiválaszthatja a legmegfelelőbb összegző erősítő IC az Ön számára áramkör tervezés. Mindig hivatkozzon az IC adatlapot és az alkalmazási megjegyzéseket mert részletes információk on az adott IC teljesítményjellemzői, tűs konfigurációk, és ajánlott áramkör tervezéss.

In a következő szakasz, felfedezzük A Design és az összegző erősítők működése további részletek, biztosítva mélyebb megértés of funkcionalitásukat és alkalmazások.

Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

Mi a feladata az összegző erősítőnek?

Az összegző erősítő egyfajta műveleti erősítő (op-amp) áramkör, amely több bemeneti jelet kombinál, és egy kimenet feszültség, amely arányos a bemeneti feszültségek összegével. Elsődleges funkciója összegezni kell a feszültségeket több bemeneti jelet és biztosít kombinált kimeneti feszültség. Ez hasznossá teszi különféle alkalmazásokban, például analóg elektronikában, jelfeldolgozásban és feszültségerősítésben.

Hogyan működik az összegző erősítő?

Az összegző erősítő a virtuális föld és a virtuális föld fogalmának felhasználásával működik a tulajdonságokat egy műveleti erősítő. Ebből áll egy op-erősítő val vel többszörös bemeneti ellenálláss és a visszacsatoló ellenállás. A bemeneti jelek keresztül csatlakozik az op-amp invertáló termináljához a bemeneti ellenálláss, míg a visszacsatoló ellenállás a kimenet és az invertáló kapocs közé van kötve. A nem invertáló terminál általában földeléssel van összekötve.

Amikor a bemeneti jelets kerül alkalmazásra, a műveleti erősítő erősít a különbség között az invertáló és nem invertáló kapcsok, Amely a feszültségkülönbséget a bemenet és a a virtuális talaj. A felerősített különbség azután a visszacsatoló ellenálláson keresztül visszavezetik az invertáló terminálra, létrehozva negatív visszajelzés hurok. Ez az op-amp beállítását okozza a kimeneti feszültsége -ig a virtuális talaj megmarad, ami a kimeneten a bemeneti feszültségek összegét eredményezi.

Mikor használjunk invertáló vagy nem invertáló összegző erősítőt?

A választás használata között invertáló vagy nem invertáló összegző erősítő függ a konkrét követelményeket of az alkalmazás.

Invertáló összegző erősítő akkor szokták használni, amikor a bemeneti jelets összegzés előtt meg kell fordítani. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség lesz az ellenkező polaritás a bemeneti feszültségekhez képest. Az invertáló összegző erősítőket gyakran használják olyan alkalmazásokban, ahol a bemeneti jeletborotválkozás fáziskülönbség vagy amikor a bemeneti feszültségek összegét ki kell vonni referencia feszültség.

Másrészt nem invertáló összegző erősítőt használnak, ha a bemeneti jelets nem kell megfordítani. A kimenet egy nem invertáló összegző erősítő feszültsége lesz ugyanaz a polaritás mint a bemeneti feszültségek. Nem invertáló összegző erősítők általában akkor használatosak, amikor a bemeneti jelets nélkül kell kombinálni bármilyen fázisfordítás.

Milyen képlettel lehet kiszámítani a visszacsatoló ellenállás értékét egy összegző erősítő áramkörben?

A képlet kiszámításához az érték Az összegző erősítő áramkör visszacsatoló ellenállásának értéke a kívánttól függ feszültségnövelés és a az értéks a bemeneti ellenálláss. A visszacsatoló ellenállást (Rf) általában úgy választják meg, hogy egyenlő legyen az összeggel a bemeneti ellenálláss (R1, R2, R3stb.) eléréséhez azonos súlyozással of a bemeneti jelets. A feszültségnövelés of az összegzés Az erősítő a következő képlettel számítható ki:

Feszültség erősítés = -Rf/Rin

Ahol Rin van az egyenértékű ellenállás az op-amp invertáló terminálja látja, ami az a párhuzamos kombináció of a bemeneti ellenálláss.

Miért tervezték az aktív sávleállító szűrőket összegző erősítővel?

Aktív zenekar A stopszűrőket összegző erősítővel tervezték, mert megkövetelik a képesség több bemeneti jel kombinálására és biztosítására szűrt kimenet. Zenekar stopszűrő, más néven egy bevágásos szűrő, csillapítására szolgál egy meghatározott tartomány a frekvenciákról, miközben engedélyezi más frekvenciák hogy áthaladjon.

Összegző erősítő használatával, a bemeneti jelets lehet kombinálni és feldolgozni létrehozni szűrt kimenet. Összegeming erősítő lehetővé teszi pontos irányítás az egyes bemeneti jelek erősítése és fázisa felett, ami elengedhetetlen a tervezésben hatékony sávleállító szűrő. A visszacsatoló ellenállás és bemeneti ellenálláss megfelelően meg lehet választani az eléréséhez a kívánt frekvenciamenetet és a csillapítási jellemzők.

Melyek az invertáló összegző erősítő előnyei és hátrányai?

Az invertáló összegző erősítő előnyei a következők:

• Rugalmasság: Az invertáló összegző erősítők kezelhetők pozitív és negatív bemeneti feszültség is, sokoldalúságot biztosítva jelfeldolgozó alkalmazások.
• Fázisfordítás: A kimenet egy invertáló összegző erősítő invertált ahhoz képest a bemeneti jelets, ami előnyös lehet abban bizonyos alkalmazások ahol fázisváltás megkövetelt.
• Egyszerű áramkör tervezés: Az invertáló összegző erősítőknek egyértelmű áramkör tervezés, így azok könnyen megvalósíthatók.

Az invertáló összegző erősítő hátrányai a következők:

• Jel inverzió: A kimenet A feszültség invertált a bemeneti feszültségekhez képest, ami nem feltétlenül kívánatos néhány alkalmazás.
• Korlátozott feszültségtartomány: Az invertáló összegző erősítők rendelkeznek korlátozott kimeneti feszültség tartomány következtében a hatalom az op-amp tápfeszültség korlátozásai.
• Zajerősítés: Az invertáló összegző erősítők felerősíthetik a benne lévő zajt a bemeneti jelets, ami befolyásolhatja az általános jelminőség.

Hogyan valósítható meg egy összegző erősítő áramkör egy kenyérlapon?

Összegző erősítő áramkör megvalósítása egy kenyérdeszkát összekapcsolással jár a komponensek in a helyes konfigurációt. Íme egy lépésről lépésre útmutató:

1. gyűjt a szükséges alkatrészeket: Szüksége lesz egy műveleti erősítőre (op-amp), ellenállásokra a bemenethez és a visszacsatoláshoz, és egy tápegység.

2. Csatlakozás a hatalom tápellátás: Csatlakoz a pozitív és negatív terminálok of a hatalom ellátás a megfelelő csapokat az op-erősítőről.

3. Csatlakoztassa a műveleti erősítőt: Helyezze a műveleti erősítőt a kenyérsütőtáblára, és csatlakoztassa a hatalom csapokat ellátni a megfelelő sínek a kenyérdeszkán.

4. Csatlakozás a bemeneti ellenálláss: Csatlakozás a bemeneti ellenálláss az op-amp invertáló termináljához. Minden bemeneti jelet keresztül kell csatlakoztatni külön ellenállás.

5. Csatlakoztassa a visszacsatoló ellenállást: Csatlakoztassa a visszacsatoló ellenállást az op-amp kimenete és invertáló terminálja közé.

6. Csatlakoztassa a kimenetet: Csatlakoztassa az op-amp kimenetét megfelelő terhelést vagy mérőeszközt.

7. Csatlakoztassa a földet: Csatlakoztassa az op-amp nem invertáló terminálját a talajsínt a kenyérdeszkán.

8. Ellenőrizze a kapcsolatokat: Kettős ellenőrzés az összes kapcsolat hogy azok helyesek és biztonságosak legyenek.

9. Bemeneti jelek alkalmazása: Alkalmaz a kívánt bemeneti jeleket nak nek a bemeneti ellenálláss.

10. Mérje meg a kimenetet: Mérje meg a kimeneti feszültséget a segítségével egy voltmérő or egy oszcilloszkóp.

A következők szerint ezeket a lépéseket, sikeresen implementálhat egy összegző erősítő áramkört egy kenyérdeszkát alapján figyelje meg a kimeneti feszültséget a bemeneti jelets.
Következtetés

Összefoglalva, az összegzés erősítő és az invertáló/nem invertáló DAC két fontos összetevő in területén elektronika. ÖsszegeA ming erősítő lehetővé teszi több bemeneti jel kombinálását egyetlen kimenet jelet, így hasznos lehet különféle alkalmazásokban, például hangkeverésben és jelfeldolgozásban. Másrészt az invertáló/nem invertáló DAC a digitális jelek analóg jelekké alakítására szolgál, lehetővé téve a szaporodás hang vagy egyéb analóg adatok. Mindkettő ezeket az összetevőket döntő szerepet játszanak benne modern elektronikus rendszerek, és a megértés elveiket és az alkalmazások nélkülözhetetlenek bárki számára, aki dolgozik területén elektronika. Akár te egy hobbi vagy szakember, az összegzés Az erősítő és az invertáló/nem invertáló DAC olyan eszközök, amelyek nagyban javíthatják az elektronikus projektjeit és kísérletek. Szóval hajrá, fedezze fel képességeiket, és szabadítsa fel a kreativitásod in a világ az elektronikából!

Gyakran ismételt kérdések

K: Mi a műveleti erősítő definíciója?

Műveleti erősítő, amelyet gyakran op-amp néven emlegetnek, az nagy nyereségű feszültségerősítő val vel differenciális bemenetek és a egyvégű kimenet. Ez kulcsfontosságú összetevője az analóg elektronikában, és széles körben használják különféle alkalmazásokban, beleértve a jelfeldolgozást, a feszültségerősítést és az elektronikát áramkör tervezés.

K: Hogyan működik az összegző erősítő?

Az összegző erősítő az egy műveleti erősítő áramkör amely több bemeneti jelet egyesít és előállít egy kimenet -vel arányos feszültség az algebrai összeg a bemeneti feszültségek. Általában olyan alkalmazásokban használják, ahol az összeg több jel meg kell határozni, mint például a hangkeverés ill jelátlagolás.

K: Mi a különbség az invertáló és a nem invertáló összegző erősítő között?

Az invertáló összegző erősítőben a bemeneti jeletAz s a műveleti erősítő invertáló bemeneti kapcsára csatlakozik, míg a nem invertáló összegző erősítőben a bemeneti jelets csatlakozik a nem invertáló bemenet terminál. Az invertáló összegző erősítő termel egy kimenet tehát a negatív összeg a bemeneti feszültségek, míg a nem invertáló összegző erősítő termel egy kimenet tehát a pozitív összeg a bemeneti feszültségek.

K: Hogyan tervezhetek egy összegző erősítő áramkört?

Az összegző erősítő áramkör megtervezéséhez meg kell határoznia a bemeneti jelek számát, kívánt súlyukatés a kívánt kimeneti feszültség tartományt. Aztán lehet számolni az értéks visszacsatoló ellenállások alapján a kívánt nyereséget és a bemeneti impedancia. Végül csatlakozhat a bemeneti jelets hogy a megfelelő bemeneti kapcsokat a műveleti erősítőt, és csatlakoztassa a visszacsatoló ellenállások a kimeneti terminálhoz.

K: Mekkora az összegző erősítő kimeneti feszültsége?

A kimenet Az összegző erősítő feszültsége arányos az algebrai összeg a bemeneti feszültségek súlyozása az értéks visszacsatoló ellenállások. A kimenet A feszültség a következő képlettel számítható ki: Vout = -(Rf1/Rin1) * Vin1 – (Rf2/Rin2) * Vin2 – … – (Rfn/Rinn) * Vinn, ahol Rf1, Rf2, …, Rfn a visszacsatoló ellenállás értékeit és Rin1, Rin2, …, Rinn a bemeneti ellenállás értékeket.

K: Hogyan határozhatom meg egy összegző erősítő kimeneti hullámformáját?

A kimenet hullámforma egy összegző erősítő értéke a bemeneti hullámformáktól és a relatív amplitúdójukat. Ha a bemeneti hullámformák szinuszosak és fázisban vannak, a kimeneti hullámforma is szinuszos lesz. Ha azonban a bemeneti hullámformák fázison kívül vannak, vagy vannak különböző frekvenciák, a kimeneti hullámforma a következő lesz összetett kombináció a bemeneti hullámformák közül.

K: Mi az invertáló összegző erősítő származéka?

A levezetés Egy invertáló összegző erősítő esetében a műveleti erősítő invertáló bemeneti termináljára Kirchhoff jelenlegi törvényét kell alkalmazni és megoldani a kapott egyenleteket. összegének beállításával a bemeneti áramokat nullára, levezetheti a kapcsolat az invertáló összegző erősítő bemeneti feszültségei és kimeneti feszültsége között.

K: Mi a funkciója a digitális-analóg átalakítónak (DAC) egy összegző erősítőben?

A digitális-analóg átalakítót (DAC) egy összegző erősítőben használják a digitális jelek analóg feszültségekké alakítására. A DAC tart digitális bemenet és termel megfelelő analóg kimeneti feszültség, amibe aztán betáplálható az összegzés erősítő áramkör. Ez lehetővé teszi az összegzés erősítő digitális jelek feldolgozásához és előállításához analóg kimeneti feszültségek.

K: Tudsz példát adni az erősítő skálázásának és átlagolásának összegzésére?

Biztos! Mondjuk van három bemeneti jel 1V, 2V és 3V feszültséggel. Méretezni szeretnénk ezek a bemeneti feszültségek by tényező 0.5, majd átlagolja őket egy összegző erősítő segítségével. A kimenet a feszültség a következőképpen számítható ki: Vout = -(Rf/Rin) * (0.5 * Vin1 + 0.5 * Vin2 + 0.5 * Vin3) = -(Rf/Rin) * (0.5 * 1 V + 0.5*2V + 0.5*3V) = -(Rf/Rin) * 3V. Tehát a kimeneti feszültség arányos -3V-tal, skálázva az értéks a visszacsatoló ellenállás és bemeneti ellenállás.

K: Milyen gyakran feltett kérdések merülnek fel az összegző erősítőkkel kapcsolatban?

Az összegző erősítőkhöz kapcsolódó gyakran ismételt kérdések a következők:
1. Hogyan válasszak az értéks visszacsatoló ellenállások összegző erősítőben?
2. Mi a a hatás az összegző erősítő erősítésének megváltoztatása?
3. Használhatok-e összegző erősítőt a kivonáshoz? két bemeneti feszültség?
4. Hogyan működik a bemeneti impedancia egy összegző erősítő hatásának az áramkör teljesítményét?
5. Mik azok? a korlátozások egy összegző erősítő szempontjából bemeneti feszültség tartomány?
6. Használhatok-e összegző erősítőt az erősítéshez? AC jelek?
7. Hogyan működik jelenlét zaj be a bemeneti jelets befolyásolja az összegző erősítő kimenetét?
8. Használhatok-e összegző erősítőt a kombináláshoz AC és DC jeleket egyaránt?
9. Mi a a hatás of hőmérsékleti ingadozások on A teljesítmény egy összegző erősítőről?
10. Tudok-e kaszkádolni több összegző erősítő hogy több mint két bemeneti jel?