Summierverstärker oder Operationsverstärkeraddiererschaltung

Operationsverstärker (Opamp) haben so viele interessante Anwendungen, und wir haben bereits viele Schaltkreise mit Operationsverstärkern erstellt. Heute werden wir eine weitere Anwendung von Opamp untersuchen, bei der zwei oder mehr Eingangsspannungen addiert werden und die Schaltung als Summierverstärker oder Opamp-Addierer bezeichnet wird. Hier werden wir LM358 Opamp verwenden, um die Addiererschaltung zu demonstrieren.

Erforderliche Komponenten:

1. LM358 Dual-Operationsverstärker
2. Widerstand 1KΩ -4Nos
3. Stromversorgung (für Opamp + Vcc & -Vcc) 9 VDC
4. Zwei Eingangsspannungsquellen (ihre Summe sollte <Versorgungsspannung sein)
5. Digitales Multimeter-DMM zum Testen

Bevor wir ins Detail gehen, lernen wir zunächst die Operationsverstärker und den LM385 kennen.

Operationsverstärker (Operationsverstärker)

Der LM358 ist ein rauscharmer Operationsverstärker mit zwei unabhängigen Spannungskomparatoren. Dies ist ein Allzweck-Operationsverstärker, der in vielen Modi wie Komparator, Sommer, Integrator, Verstärker, Differenzierer, Invertierungsmodus, Nichtinvertierungsmodus usw. konfiguriert werden kann.

Um mehr über LM358 zu erfahren, gehen Sie durch LM358 verschiedene Schaltungen als Verstärker und Komparator.

Invertieren der Operationsverstärkerkonfiguration

Hier bauen wir eine Addiererschaltung mit einem invertierenden Verstärker. Um die Summierungsschaltung von Inverting Opamp zu verstehen, müssen wir uns zunächst ansehen, wie ein invertierender Opamp in einer Konfiguration mit geschlossenem Regelkreis funktioniert. Die Schaltung mit geschlossenem Regelkreis zum Invertieren von Operationsverstärkern ist sehr nützlich und weist zwei wichtige Eigenschaften auf, die einen Operationsverstärker für verschiedene Anwendungen geeignet machen.

In der Konfiguration mit geschlossenem Regelkreis

• Es fließt kein Strom in die Eingangsanschlüsse
• Die differentielle Eingangsspannung ist Null, da V1 = V2 = 0 (Virtual Earth), ODER der Operationsverstärker versucht, beide Eingänge auf dem gleichen Pegel oder Wert zu halten, auch wenn einer der Anschlüsse nicht geerdet ist.

Unten ist eine invertierende OpAmp-Schaltung mit geschlossenem Regelkreis dargestellt, bei der eine negative Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang erfolgt. Und aufgrund dieser negativen Rückkopplung wird die Spannung am invertierenden Eingang gleich der Spannung am nicht invertierenden Eingang, wodurch eine virtuelle Masse entsteht.

Wir wissen aus den Inverting Op-Amp Gain-Formeln:

Gewinn (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)

Invertieren der Addiererschaltung / des Summierverstärkers Funktionieren:

Die invertierende Addiererschaltung ähnelt dem obigen invertierenden Verstärker, bei dem die Eingangsspannungen an den invertierenden Anschluss angelegt werden und der nicht invertierende Anschluss geerdet ist, aber der Unterschied in der invertierenden Addiererschaltung besteht darin, dass er mehrere Eingänge an seinem invertierenden Anschluss hat. Unten ist die Schaltung der invertierenden Addiererschaltung mit zwei Eingängen am invertierenden Eingang.

In der Schaltung wird der nichtinvertierenden Anschluß geerdet ist, und wie in geschlossener Schleifenkonfiguration, die Spannung am Punkt gesehen B wird als Spannung an dem Punkt gleich seinem A, 0V. Daher fließen die Ströme I1 und I2 in den Widerstand Rf (das höhere Potential) und nicht in den invertierenden Anschluss (das niedrigere Potential) des Operationsverstärkers. Die erhaltene Ausgangsspannung ist die Summe der Eingänge und von negativer Natur, da der Eingang an den nicht invertierenden Anschluss angelegt wird.

Hier ist die praktische Implementierung der Opamp-Addiererschaltung unter Verwendung von LM358. Wir haben zwei separate Batterien (~ 4 VDC und ~ 2,6 VDC) für zwei Eingangsspannungen verwendet, und Sie können die Summe von zwei Eingangsspannungen (6,89 V) im Multimeter im folgenden Bild sehen.

Invertierende Analyse der Operationsverstärker-Addiererschaltung:

Die Verstärkungsgleichung für den invertierenden Verstärker lautet:

Vout = (Rf / R) Vin

Anwenden von KCL auf die Schaltung, I1 + I2 = Wenn (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Gleichung-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},

Wenn es n Eingänge gibt, dann

Vo = - Rf * {(V1 / R1) + (V2 / R2) + ……….. + (V2 / Rn)}

Betrachten wir R1 = R2 = Rf = R.

Vo = - (V1 + V2); wenn R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2… + Vn); (für n Anzahl von Eingängen)

Dies wird als invertierender Addierer mit Einheitsverstärkung bezeichnet

Und wenn R1 = R2 = R ≠ Rf dann

Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2… + Vn); (für n Anzahl von Eingängen)

Die Ausgangsspannung im Operationsverstärkeraddierer ist also proportional zur Summe der Eingangsspannungen.

Auf diese Weise kann ein invertierender Operationsverstärker in einer Closed-Loop-Konfiguration mit mehreren Eingängen als Addierer- oder Summierverstärkerschaltung verwendet werden. Ebenso können wir den Operationsverstärker-Addierer mit nicht invertierenden Operationsverstärkern bauen.