Operacional amplificadores están disponibles en diferentes configuraciones. A amplificador sumador es uno de los tipos que se utiliza para combinar los voltajes disponibles en un mínimo de dos o más entradas en un solo voltaje de salida. El amplificador operacional inversor tiene un voltaje de entrada único que se proporciona al terminal de entrada inversor. Si le damos varias resistencias de entrada al terminal de entrada inversor, cada entrada es equivalente al valor de la resistencia de entrada original, conocido como amplificador sumador. Este amplificador procesa sumas y restas de voltajes. Hay dos tipos de amplificadores sumadores; inversor y no inversor. Este artículo proporciona información breve sobre un amplificador sumador no inversor , funcionamiento y sus aplicaciones.
¿Qué es un amplificador sumador no inversor?
Un tipo de configuración de circuito de amplificador operacional que se utiliza para proporcionar una salida sumada, con la misma fase o polaridad, se conoce como amplificador sumador no inversor. Estos tipos de amplificadores sumadores utilizan la técnica de acoplamiento directo, que indica que las señales fuente están conectadas y dirigidas al amplificador operacional.
En este tipo de configuración de amplificador operacional, la entrada inversora del amplificador operacional está conectada a tierra. La entrada no inversora se conecta con el voltaje de entrada a través de una resistencia o directamente. El voltaje de salida de este amplificador sumador no inversor se puede determinar mediante la siguiente fórmula:
Vsal = (1+Rf/R1)*Vin
Donde 'Rf' es la resistencia de retroalimentación, 'R1' es la resistencia de entrada y Vin es la suma de los voltajes de entrada aplicados.
Funcionamiento del amplificador sumador no inversor
Un amplificador sumador no inversor proporciona una o/p sumada de las señales i/p, incluida la fase (o) de polaridad similar. Este amplificador dispone de varias fuentes de entrada y una única salida donde dichas entradas se conectan a su terminal no inversor mediante resistencias.
Cada señal de entrada está conectada directamente a una resistencia, mientras que el otro extremo de cada resistencia simplemente está conectado al terminal no inversor del amplificador operacional. Después de eso, la unión sumadora se conecta a GND a través de una resistencia de retroalimentación. Entonces, esta disposición simplemente permite que el amplificador operacional agregue varios voltajes de entrada con la ponderación adecuada decidida por los valores de una resistencia.
La salida total de este amplificador es la suma de todos los voltajes de entrada conectados donde los pesos individuales dependen de las resistencias conectadas con las entradas equivalentes. Entonces la entrada y salida de este amplificador están en fase con 0°.
Amplificador sumador no inversor que utiliza amplificador operacional
A continuación se muestra el diagrama del circuito del amplificador sumador no inversor. Esta configuración de amplificador es similar al amplificador no inversor. Los voltajes de entrada a este amplificador se entregan al terminal de entrada no inversor del Op Amp. La salida de este amplificador se retroalimenta a través de la retroalimentación de polarización del divisor de voltaje al terminal de entrada inversor. Este circuito tiene tres entradas sólo por comodidad, pero también se puede sumar el número de entradas. El cálculo del voltaje de salida de este amplificador se analiza a continuación.
Si el voltaje de entrada como 'VIN' es la combinación de todas las señales de entrada, entonces esto se puede proporcionar en el pin no inversor del amplificador operacional. A partir del circuito amplificador sumador no inversor anterior, podemos calcular el voltaje de salida de este amplificador con el pin de entrada VIN y en el divisor de retroalimentación, se utilizan resistencias Rf y Ri. Entonces el voltaje de salida será como;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Siempre que se calcula el voltaje de salida de este amplificador, tenemos que decidir el valor VIN. Si las tres fuentes de entrada principales son V1, V2 y V3, y las resistencias de entrada son; R1, R2 y R3, entonces las entradas de los canales respectivos son VIN1, VIN2 y VIN3 cuando otros canales equivalentes están conectados a tierra. De este modo,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Aquí, cuando la idea del terreno virtual no se aplica, todos los canales afectan a los canales restantes. Primero, tenemos que calcular la parte VIN1 del VIN y mediante matemáticas sencillas; Podemos obtener fácilmente los dos valores restantes de VIN2 y VIN3.
Siempre que V2 y V3 estén conectados a tierra llegando a VIN1, sus resistencias equivalentes no pueden ignorarse para formar una red divisora de voltaje. Como consecuencia,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Asimismo, podemos calcular los otros dos valores VIN2 y VIN3 como
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Por lo tanto,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Por fin, podemos calcular el voltaje de salida como;
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 consideramos el estado ponderado equivalente especial donde todas las resistencias tienen valores similares, entonces el VOUT es:
VSALIDA = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
El diseño del circuito sumador no inversor se aborda diseñando principalmente este amplificador para que tenga la ganancia de voltaje necesaria. Después de eso, las resistencias de entrada se eligen tan grandes como sea posible para adaptarse al tipo de amplificador operacional utilizado.
Función de transferencia del amplificador sumador no inversor
A continuación se muestra el circuito amplificador sumador no inversor con tres entradas. Si queremos agregar tres señales de entrada al amplificador, a continuación se analiza la función de transferencia del amplificador sumador no inversor de tres entradas.
Usando el teorema de superposición, primero, dejaremos simplemente 'V1' dentro de este circuito, y V2 y V3 se harán cero conectando las resistencias R2 y R3 a GND.
Para un amplificador operacional perfecto, la corriente de entrada del terminal no inversor se considera cero. Entonces, las resistencias R1, R2 y R3 crearán un atenuador de voltaje a través de las resistencias R2 y R3 en paralelo. Entonces 'Vp' es;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Donde con R2 || R3 hemos notado que los valores de R2 y R3 son paralelos.
Con la fuente de entrada V1, la salida de un amplificador operacional se puede anotar a través de VOUT1 y se puede escribir como;
VSALIDA1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]
Sustituyendo el valor de Vp en la ecuación VOUT1, podemos obtener;
VSALIDA1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Asimismo, podemos escribir VOUT2 y VOUT3 cuando las señales de entrada solo lo son; V2 y V3 correspondientemente.
VSALIDA2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VSALIDA3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Al agregar las ecuaciones VOUT1, VOUT2 y VOUT3 anteriores, la función de transferencia de un amplificador no inversor que incluye tres señales de entrada será:
VSALIDA = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Diferencia entre amplificador sumador inversor y no inversor
La principal diferencia entre amplificadores sumadores inversores y no inversores se analiza a continuación.
| Amplificador sumador inversor | Amplificador sumador no inversor |
| Todas las señales de entrada en este circuito se envían al terminal de entrada inversor del amplificador operacional, mientras que el terminal no inversor está conectado a tierra. | Todas las señales de entrada en este circuito se envían al terminal de entrada no inversor del amplificador operacional, mientras que el terminal inversor está conectado a tierra. |
| Este amplificador sumador funciona de manera similar al amplificador operacional inversor. | Este amplificador sumador no inversor funciona de manera similar al amplificador operacional no inversor. |
| Al invertir el amplificador sumador se invierte la fase de la señal de salida. | El amplificador sumador no inversor mantiene una fase similar a la señal de entrada. |
| Esta configuración de amplificador da la suma negativa de sus voltajes de entrada aplicados. | La configuración del amplificador sumador no inversor proporciona la suma positiva de sus voltajes de entrada aplicados. |
| La diferencia de fase en este amplificador es de 180° entre la señal de entrada y salida. | La diferencia de fase en este amplificador es de 0° entre la señal de entrada y salida. |
| La retroalimentación en este amplificador se proporciona donde se proporciona la señal de entrada. | La señal de entrada y retroalimentación en este amplificador se conecta simplemente a diferentes terminales. |
| El terminal '+' está conectado a GND. | En este amplificador, el terminal '-' está conectado a GND. |
| En este amplificador, la retroalimentación no se puede conectar a GND. | La retroalimentación en este amplificador está conectada a GND con una resistencia. |
| Este amplificador proporciona una salida invertida con polaridad negativa (-ve). | La salida producida por este amplificador no está invertida y se expresa con polaridad +ve. |
| La polaridad de ganancia de este amplificador es (-) negativa. | La polaridad de ganancia de un amplificador no inversor es (+) positiva. |
| La ganancia de este amplificador es < o > o = a la unidad (1). | La ganancia es siempre > 1. |
Ventajas
El ventajas de un amplificador sumador no inversor Incluya lo siguiente.
- Esta ganancia de voltaje del amplificador sumador es positiva.
- La señal de salida se puede obtener sin inversión de fase.
- Su valor de impedancia de entrada es alto.
- La ganancia de voltaje es variable.
- En este amplificador se puede lograr una adaptación de impedancia superior.
El desventajas de un amplificador sumador no inversor Incluya lo siguiente.
- Este amplificador tiene el principal inconveniente de que la ganancia del circuito será el doble para el canal restante conectado si una de las entradas está desconectada.
- No se recomienda abandonar la flotación de pines no inversores mientras se desconectan todas las entradas.
- Posible interferencia entre la entrada y otras entradas podría estar presente con grados de gravedad variables.
- La introducción de una tercera entrada puede provocar una caída en la ganancia dentro de los dos primeros canales, lo que podría tener implicaciones según la aplicación particular.
- Si hay un enlace a cualquier fuente que tenga un valor de impedancia de salida variable, esto afecta la amplificación de los dos canales restantes, lo que puede no ser popular.
Aplicaciones
El Aplicaciones de amplificadores sumadores no inversores. Incluya lo siguiente.
- Los circuitos de amplificador operacional sumador no inversores son aplicables dondequiera que se requiera una alta impedancia de entrada.
- Estos circuitos se pueden utilizar como seguidores de voltaje simplemente proporcionando la salida a la entrada inversora como un inversor.
- Estos circuitos ayudan a aislar los circuitos en cascada particulares.
- Este amplificador se utiliza para proporcionar una salida sumada para las señales de entrada aplicadas con la misma fase o polaridad.
Por lo tanto, esta es una descripción general de la suma no inversora. amplificadores, circuitos, derivación , diferencias, función de transferencia, ventajas, desventajas y sus aplicaciones. Este es un tipo de amplificador sumador con varias entradas a la entrada +ve no inversora. El amplificador sumador se puede utilizar como un amplificador sumador no inversor simplemente conectando varias señales de entrada a través de resistencias a la entrada no inversora del amplificador operacional.
El voltaje de salida de este amplificador sumador es la cantidad de voltajes de entrada, polarizados por los valores de la resistencia. Cada señal de entrada de este amplificador se puede conectar simplemente a una resistencia, mientras que el terminal restante de cada resistencia se puede conectar al terminal no inversor del amplificador operacional. Después de eso, la unión sumadora se conecta a GND a través de una resistencia de retroalimentación. Entonces, esta disposición permite que el amplificador operacional incluya varios voltajes de entrada mediante la ponderación adecuada decidida a través de los valores de resistencia. Aquí tienes una pregunta: ¿qué es un amplificador sumador?
