Opérationnel amplificateurs sont disponibles dans différentes configurations. UN amplificateur sommateur est l'un des types utilisés pour combiner les tensions disponibles sur un minimum de deux entrées ou plus en une seule tension o/p. L'ampli opérationnel inverseur a une seule tension d'entrée qui est fournie à la borne d'entrée inverseuse. Si nous attribuons plusieurs résistances d'entrée à la borne d'entrée inverseuse, chaque entrée est équivalente à la valeur originale de la résistance d'entrée, connue sous le nom d'amplificateur sommateur. Cet amplificateur traite l'ajout et la soustraction de tensions. Il existe deux types d'amplificateurs sommateurs ; inverseur et non inverseur. Cet article fournit de brèves informations sur un amplificateur sommateur non inverseur , le fonctionnement et ses applications.
Qu'est-ce qu'un amplificateur sommateur non inverseur ?
Un type de configuration de circuit Op-Amp utilisé pour fournir une sortie sommée, avec la même phase ou polarité est connu sous le nom d'amplificateur sommateur non inverseur. Ces types d'amplificateurs sommateurs utilisent la technique de couplage direct, qui indique que les signaux sources sont connectés et dirigés vers l'ampli-op.
Dans ce type de configuration d'ampli-op, l'entrée inverseuse de l'ampli-op est mise à la terre. L'entrée non inverseuse est connectée à la tension d'entrée via une résistance ou directement. La tension de sortie de cet amplificateur sommateur non inverseur peut être déterminée à l'aide de la formule suivante :
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Où « Rf » est la résistance de rétroaction, « R1 » est la résistance d'entrée et Vin est la somme des tensions d'entrée appliquées.
Amplificateur sommateur non inverseur fonctionnant
Un amplificateur sommateur non inverseur fournit une sortie/sortie sommée des signaux i/p, y compris la polarité (ou) phase similaire. Cet amplificateur dispose de plusieurs sources d'entrée et d'une seule sortie où ces entrées sont connectées à sa borne non inverseuse via des résistances.
Chaque signal d'entrée est directement connecté à une résistance tandis que l'autre extrémité de chaque résistance est simplement connectée à la borne non inverseuse de l'ampli opérationnel. Après cela, la jonction de sommation est connectée à GND via une résistance de rétroaction. Cet arrangement permet donc simplement à l'amplificateur opérationnel d'ajouter diverses tensions d'entrée avec la pondération appropriée décidée par les valeurs d'une résistance.
La sortie totale de cet amplificateur est la somme de toutes les tensions d'entrée connectées où les poids individuels dépendent des résistances connectées avec les entrées équivalentes. L'entrée et la sortie de cet amplificateur sont donc en phase avec 0°.
Amplificateur sommateur non inverseur utilisant un ampli opérationnel
Le schéma de circuit de l'amplificateur sommateur non inverseur est présenté ci-dessous. Cette configuration d'amplificateur est similaire à l'amplificateur non inverseur. Les tensions d'entrée de cet amplificateur sont transmises à la borne d'entrée non inverseuse de l'Op Amp. La sortie de cet amplificateur est renvoyée via une rétroaction de polarisation du diviseur de tension vers la borne d'entrée inverseuse. Ce circuit comporte trois entrées uniquement par souci de simplicité, mais le nombre d'entrées peut également être ajouté. Le calcul de la tension de sortie de cet amplificateur est discuté ci-dessous.
Si la tension d'entrée telle que «VIN» correspond à la combinaison de tous les signaux d'entrée, elle peut alors être fournie au niveau de la broche non inverseuse de l'amplificateur opérationnel. À partir du circuit amplificateur sommateur non inverseur ci-dessus, nous pouvons calculer la tension de sortie de cet amplificateur avec la broche d'entrée VIN et dans le diviseur de rétroaction, les résistances Rf et Ri sont utilisées. Ainsi, la tension de sortie deviendra :
VOUT = VIN (1 + (Rf/Ri))
Chaque fois que la tension de sortie de cet amplificateur est déterminée, nous devons alors décider de la valeur VIN. Si les trois sources d'entrée principales sont V1, V2 et V3 et que les résistances d'entrée sont : R1, R2 et R3, les entrées de canal respectives sont VIN1, VIN2 et VIN3 lorsque d'autres canaux équivalents sont mis à la terre. Ainsi,
NIV = NIV1 + NIV2 + NIV3
Ici, lorsque l’idée du sol virtuel ne s’applique pas, tous les canaux affectent les canaux restants. Tout d’abord, nous devons calculer la partie VIN1 du VIN et par des calculs simples ; nous pouvons facilement obtenir les deux valeurs restantes de VIN2 et VIN3.
Chaque fois que V2 et V3 sont mis à la terre sur VIN1, leurs résistances équivalentes ne peuvent pas être ignorées car elles forment un réseau diviseur de tension. Par conséquent,
NIV1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
De même, nous pouvons calculer les deux autres valeurs VIN2 et VIN3 comme
NIV2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Donc,
NIV = NIV1 + NIV2 + NIV3
NIV = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Enfin, nous pouvons calculer la tension de sortie comme :
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))]}
Si nous considérons l'état pondéré équivalent spécial partout où toutes les résistances ont des valeurs similaires, alors le VOUT est :
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
La conception d'un circuit sommateur non inverseur est abordée en concevant principalement cet amplificateur pour qu'il ait le gain de tension nécessaire. Après cela, les résistances d'entrée sont choisies aussi grandes que possible pour s'adapter au type d'amplificateur opérationnel utilisé.
Fonction de transfert d'amplificateur sommateur non inverseur
Le circuit amplificateur sommateur non inverseur à trois entrées est illustré ci-dessous. Si nous voulons ajouter trois signaux d'entrée à l'amplificateur, la fonction de transfert de l'amplificateur sommateur non inverseur à trois entrées est discutée ci-dessous.
En utilisant le théorème de superposition, nous laisserons d’abord simplement « V1 » dans ce circuit, et V2 et V3 seront mis à zéro en connectant les résistances R2 et R3 à GND.
Pour un amplificateur opérationnel parfait, le courant d'entrée de la borne non inverseuse est considéré comme nul. Ainsi, les résistances R1, R2 et R3 créeront un atténuateur de tension via les résistances R2 et R3 en parallèle. Donc « Vp » est ;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Où avec R2 || R3, nous avons remarqué que les valeurs R2 et R3 sont parallèles.
Avec la source d'entrée V1, la sortie d'un amplificateur opérationnel peut être notée via VOUT1 et elle peut s'écrire :
VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
En substituant la valeur Vp dans l'équation VOUT1, nous pouvons obtenir :
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
De même, nous pouvons écrire VOUT2 et VOUT3 lorsque seuls les signaux d'entrée le sont ; V2 et V3 respectivement.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
En ajoutant les équations VOUT1, VOUT2 et VOUT3 ci-dessus, la fonction de transfert d'un amplificateur non inverseur comprenant trois signaux d'entrée deviendra :
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Différence entre l'amplificateur sommateur inverseur et non inverseur
La principale différence entre les amplificateurs sommateurs inverseurs et non inverseurs est discutée ci-dessous.
| Amplificateur sommateur inverseur | Amplificateur sommateur non inverseur |
| Tous les signaux d'entrée de ce circuit sont transmis à la borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel tandis que la borne non inverseuse est mise à la terre. | Tous les signaux d'entrée de ce circuit sont transmis à la borne d'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel tandis que la borne inverseuse est mise à la terre. |
| Cet amplificateur sommateur fonctionne simplement de la même manière que l'ampli opérationnel inverseur. | Cet amplificateur sommateur non inverseur fonctionne de la même manière que l'ampli opérationnel non inverseur. |
| L’inversion de l’amplificateur sommateur inverse la phase du signal de sortie. | L'amplificateur sommateur non inverseur maintient une phase similaire au signal d'entrée. |
| Cette configuration d'amplificateur donne la somme négative de ses tensions d'entrée appliquées. | La configuration de l'amplificateur sommateur non inverseur donne la somme positive de ses tensions d'entrée appliquées. |
| La différence de phase dans cet amplificateur est de 180° entre le signal d'entrée et de sortie. | La différence de phase dans cet amplificateur est de 0° entre le signal d'entrée et de sortie. |
| La rétroaction dans cet amplificateur est fournie là où le signal d'entrée est fourni. | Le retour et le signal d'entrée de cet amplificateur sont simplement connectés à différentes bornes. |
| La borne «+» est connectée à GND. | Dans cet amplificateur, la borne « - » est connectée à GND. |
| Dans cet amplificateur, le retour ne peut pas être connecté à GND. | Le retour de cet amplificateur est connecté à GND avec une résistance. |
| Cet amplificateur donne une sortie inversée avec une polarité négative (-ve). | La sortie produite par cet amplificateur est non inversée et exprimée avec une polarité +ve. |
| La polarité du gain de cet amplificateur est (-) négative. | La polarité de gain d'un amplificateur non inverseur est (+) positive. |
| Le gain de cet amplificateur est < ou > ou = à l'unité (1). | Le gain est toujours > 1. |
Avantages
Le avantages d'un amplificateur sommateur non inverseur inclure les éléments suivants.
- Le gain de tension de cet amplificateur sommateur est positif.
- Le signal de sortie peut être obtenu sans inversion de phase.
- Sa valeur d'impédance d'entrée est élevée.
- Le gain de tension est variable.
- Dans cet amplificateur, une adaptation d'impédance supérieure peut être obtenue.
Le inconvénients d'un amplificateur sommateur non inverseur inclure les éléments suivants.
- Cet amplificateur présente un inconvénient principal où le gain du circuit sera doublé pour le canal restant connecté si l'une des entrées est détachée.
- Il n'est pas suggéré de s'éloigner du flottement des broches non inverseuses tout en détachant toutes les entrées.
- Des interférences possibles entre l'entrée et d'autres entrées peuvent être présentes avec des niveaux de gravité variables.
- L'introduction d'une troisième entrée peut entraîner une baisse de gain dans les deux premiers canaux, ce qui pourrait avoir des implications en fonction de l'application particulière.
- S’il existe un lien vers une source ayant une valeur d’impédance de sortie variable, cela affecte l’amplification des deux canaux restants, ce qui peut ne pas être populaire.
Applications
Le applications des amplificateurs sommateurs non inverseurs inclure les éléments suivants.
- Les circuits amplificateurs opérationnels sommateurs non inverseurs sont applicables partout où une impédance d'entrée élevée est requise.
- Ces circuits peuvent être utilisés comme suiveur de tension en fournissant simplement la sortie/sortie à l'entrée inverseuse comme un onduleur.
- Ces circuits aident à isoler les circuits en cascade particuliers.
- Cet amplificateur est utilisé pour fournir une sortie additionnée pour les signaux d'entrée appliqués avec la même phase ou polarité.
Voici donc un aperçu de la sommation non inverseuse amplificateurs, circuits, dérivation , différences, fonction de transfert, avantages, inconvénients et leurs applications. Il s'agit d'un type d'amplificateur sommateur avec plusieurs entrées vers l'entrée non inverseuse + ve. L'amplificateur sommateur peut être utilisé comme amplificateur sommateur non inverseur en connectant simplement divers signaux d'entrée à travers les résistances à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel.
La tension de sortie de cet amplificateur sommateur est la quantité des tensions d’entrée, polarisées par les valeurs de la résistance. Chaque signal d'entrée de cet amplificateur peut être connecté simplement à une résistance tandis que la borne restante de chaque résistance peut être connectée à la borne non inverseuse de l'amplificateur opérationnel. Après cela, la jonction de sommation est connectée à GND via une résistance de rétroaction. Ainsi, cet agencement permet à l'amplificateur opérationnel d'inclure diverses tensions d'entrée grâce à la pondération appropriée décidée par les valeurs de résistance. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un amplificateur sommateur ?
