Zbirno pojačalo ili sklop zbrajnog pojačala

Operacijska pojačala (Opamp) imaju toliko zanimljivih aplikacija, a već smo stvorili mnogo sklopova koristeći op-pojačala. Danas ćemo proučavati još jednu primjenu Opampa, a to je dodavanje dva ili više ulaznih napona, a sklop se naziva Zbrajno pojačalo ili Opamp zbrajač. Ovdje ćemo upotrijebiti LM358 Opamp za demonstraciju sklopa za sabiranje.

Potrebne komponente:

LM358 Dvostruka operativna pojačala
Otpornik 1KΩ -4Br
Napajanje (za opamp + Vcc i -Vcc) 9 Vdc
Dva izvora ulaznog napona (njihov zbroj trebao bi biti <opskrbni napon)
Digitalni multimetar DMM za ispitivanje

Prije ulaska u detalje prvo ćemo naučiti o operativnim pojačalima i LM385.

Op-pojačalo (operativno pojačalo)

LM358 je dvostruko operativno pojačalo s niskom razinom buke koje u sebi ima dvije neovisne usporednice napona. Ovo je opće namjena opcijskog pojačala koje se može konfigurirati u mnogim načinima poput usporedbe, ljeta, integratora, pojačala, diferencijatora, invertirajućeg načina, neinvertirajućih načina itd.

Da biste saznali više o LM358, prođite kroz LM358 razne sklopove kao pojačalo i komparator.

Invertiranje konfiguracije operativnog pojačala

Ovdje gradimo Adder krug pomoću Invertirajućeg pojačala. Dakle, da bismo razumjeli zbrajni krug invertirajućeg opampa, prvo moramo pogledati kako invertirajući opamp radi u konfiguraciji zatvorene petlje. Krug zatvorene petlje obrnutog opampa vrlo je koristan i ima dvije najvažnije karakteristike, zbog čega se opamp koristi u raznim primjenama, a one su kako slijedi: -

U konfiguraciji zatvorene petlje,

Nema struje struje u ulazne terminale
Diferencijalni ulazni napon je nula kao V1 = V2 = 0 (Virtual Earth), ILI opamp pokušava zadržati oba ulaza na istoj razini ili istoj vrijednosti, čak i ako je jedan od terminala bez uzemljenja.

Ispod je zatvoreni krug obrnutog kruga OpAmp koji ima negativnu povratnu informaciju koja se daje s izlaza na ulaz. I zbog ove negativne povratne sprege, napon na invertirajućem ulazu postaje jednak naponu na neinvertirajućem ulazu, stvarajući tako virtualno tlo.

Iz formula Inverting Op-amp Gain znamo

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

Invertiranje pojačala kruga / zbrajanja pojačavača:

Preokretni sklop sabirača sličan je gore navedenom invertirajućem pojačalu u kojem su ulazni naponi dani invertirajućem terminalu, a neinvertirajući terminal je uzemljen, ali razlika u Invertirajućem krugu zbrajanja je što ima više ulaza na svom invertirajućem terminalu. Ispod je krug kruga obrnutog zbrajanja s dva ulaza na invertirajućem ulazu.

U krugu je neinvertirajući terminal uzemljen, a kao što se vidi u konfiguraciji zatvorene petlje, napon u točki B bit će jednak naponu u točki A, 0V. Stoga će struja I1 i I2 teći u otpor Rf (veći potencijal), a ne u invertirajuću stezaljku (donji potencijal) op-pojačala. Dobiveni izlazni napon bit će zbroj ulaza i bit će negativan po svojoj prirodi jer se ulaz primjenjuje na neinvertirajući terminal.

Evo praktične provedbe sklopa zbrajanja Opamp pomoću LM358. Za dva ulazna napona koristili smo dvije odvojene baterije (≈4 Vdc i ≈2,6 Vdc), a zbroj dva ulazna napona (6,89 v) možete vidjeti u Multimetru na donjoj slici.

Invertiranje analize kruga zbrajanja op-pojačala:

Jednadžba pojačanja za invertirajuće pojačalo je, Vout = (Rf / R) Vin

Primjenom KCL na krug, I1 + I2 = Ako je (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ……… Jednadžba-1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},

Ako postoji n ulaza, tada

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

Razmotrimo R1 = R2 = Rf = R

Vo = - (V1 + V2); kada je R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (za n broja ulaza)

To se naziva invertirajućim zbrajačem dobitka jedinstva

A ako je R1 = R2 = R ≠ Rf onda

Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (za n broja ulaza)

Dakle, izlazni napon u op-pojačivaču proporcionalan je zbroju ulaznih napona.

Dakle, ovo je način na koji se invertirajuće Op-pojačalo u konfiguraciji zatvorene petlje s više ulaza može koristiti kao sklop zbrajanja ili zbrajanja pojačala. Isto tako možemo sačiniti zbrajač Op-pojačala s neinvertirajućim op-pojačalima.