33 Fakten zum Summierverstärker: Invertierend, nicht invertierend

1. summierender Operationsverstärker
2. Summierverstärker Definition
3. nicht invertierender Summierverstärker
4. invertierender Summierverstärker
5. Summierverstärkerschaltung
6. invertierende Summierverstärkerschaltung
7. nicht invertierende Summierverstärkerschaltung
8. Summierverstärker mit AC- und DC-Eingang
9. Summierverstärkerausgang
10. Summierverstärkerwellenform
11. Summierverstärkerausgangswellenform
12. Verstärkung eines Summierverstärkers
13. Bestimmen Sie die Ausgangsspannung des Summierverstärkers
14. Ableitung des Summierverstärkers
15. invertierende Summierverstärkerformel
16. nicht invertierende Summierverstärkerableitung
17. Summierverstärker-Verstärkungsformel
18. Summierverstärker ic
19. Summierverstärker schematisch
20. analoger Summierverstärker
21. Summier- und Differenzverstärkertheorie
22. Audio-Summierverstärker
23. Strom-Summierverstärker
24. Unterschied zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Summierverstärker
25. Digital-Analog-Wandler-Summierverstärker
26. Funktion des Summierverstärkers
27. Einzelversorgungs-Summierverstärker
28. Summierverstärkeranwendungen
29. Summierverstärker-Audiomischer
30. Gleichstromversatz des Summierverstärkers
31. Summierverstärker-Design
32. Beispiel für einen Summierverstärker
33. Summier- und Mittelungsverstärker
34. Summierverstärkerschaltung auf Steckbrett
35.  FAQs

Summier-Operationsverstärker

Ein Summierverstärker ist eine der Operationsverstärkeranwendungen, die Summierungs- oder Additionsoperationen ausführt. Dem Verstärker werden mehrere Eingangsspannungen zugeführt, und der Ausgang liefert eine verstärkte Summierung der Spannungen. Summierverstärker haben verschiedene Anwendungen in der Elektronik. Es gibt auch zwei Typen - invertierenden Summierverstärker und nicht invertierenden Summierverstärker. Im Detail werden wir die Analyse des Summierverstärkers im folgenden Artikel diskutieren.

Definition des Summierverstärkers

Ein Summierverstärker kann als ein Verstärker definiert werden, der mehrere Eingänge an einem der Eingangsanschlüsse nimmt und die gewichtete Summe aller Eingänge liefert.

Nicht invertierender Summierverstärker mit Operationsverstärker

Der nicht invertierende Summierverstärker ist eine der Arten von Summierverstärkern. Bei dieser Art von Operationen werden die Eingangsspannungen im nichtinvertierenden Anschluss des Verstärkers bereitgestellt. Die Polarität des Ausgangs bleibt die gleiche wie die der Eingänge und wird daher als nichtinvertierender Summierverstärker bezeichnet.

Invertierender Summierverstärker

Der invertierende Summierverstärker ist ein anderer Typ eines Summierverstärkers, bei dem die Eingangsspannungen in den invertierenden Anschlüssen bereitgestellt werden. Die Polarität der Ausgangsspannungen ändert sich und wird daher als invertierender Summierverstärker bezeichnet.

Aufbau eines Summierverstärkers

Ein Summierverstärker wird mit Hilfe einer Basis entworfen Operationsverstärker und Widerstände. Es kann in zwei Hauptkonfigurationen entworfen werden

• invertierender Summierverstärker.
• nicht invertierender Summierverstärker.

 Wir werden den allgemeinen Aufbau eines Summierverstärkers diskutieren.

Um eine Schaltung mit einem Operationsverstärker zu entwerfen, müssen wir die grundlegenden Eigenschaften des Operationsverstärkers berücksichtigen. Sie sind - hohe Eingangsimpedanz und das Konzept der virtuellen Masse. Für die virtuelle Erdung müssen wir an jedem Eingangsanschluss eine Erdungsverbindung herstellen (die herkömmliche Methode besteht darin, die Erdung an dem gegenüberliegenden Anschluss anzuschließen, an dem keine Eingänge vorhanden sind). Unter Berücksichtigung der hohen Eingangsverstärkung wird ein Rückkopplungspfad erstellt. Im Allgemeinen wird ein negativer Rückkopplungspfad für die Systemstabilität erstellt. Die Eingänge sind mit Widerständen versehen. Die Ausgabe wird aus der Ausgabe gesammelt und enthält die gewichtete Summe der Eingabe.

Summierverstärkerschaltung | Design der Operationsverstärker-Summierverstärkerschaltung

Die folgenden Bilder zeigen Schaltpläne des Summierverstärkers. Die erste dient zum Invertieren der Summierverstärkerschaltung und die zweite zur nichtinvertierenden Summierverstärkerschaltung.

Invertierende Summierverstärkerschaltung

Nicht invertierende Summierverstärkerschaltung

Beachten Sie beide Schaltpläne, da Sie den Unterschied beim Anlegen der Eingangsspannungen beobachten können.

Summierverstärker mit AC- und DC-Eingang

Ein Summierverstärker kann entweder mit Wechselspannung oder Gleichspannung versehen werden. Die Eingangsspannungstypen haben im Allgemeinen keinen Einfluss auf den Betrieb des Verstärkers.

Ausgang des Summierverstärkers

Der Ausgang eines Summierverstärkers liefert die verstärkten addierten Eingangsspannungen, die an einem der Eingangsanschlüsse des Operationsverstärkers bereitgestellt werden. Die Polarität der Ausgangsspannung hängt von der Auswahl des Eingangsanschlusses ab. Wenn der Eingang im nicht invertierenden Anschluss vorgesehen ist, wird der Ausgang nicht invertiert. Wenn der Eingang jedoch im invertierenden Anschluss der Schaltung vorgesehen ist, kommt es zu einer Polaritätsänderung.

Wellenform des Summenverstärkers

Die Eingangs- und Ausgangsspannungen eines Operationsverstärkers können mit einem CRO beobachtet und gemessen werden. Die CRO-Pins sind mit den Eingangspins und der Masse zur Beobachtung der Eingangsspannungen verbunden.

Ausgangswellenform des Summierverstärkers

Um den Ausgang zu beobachten, ist die positive Buchse des CRO mit dem Ausgangspin und die negative Buchse mit dem Erdungsstift verbunden. Dann können wir die Ausgangsspannung beobachten.

Verstärkung eines Summierverstärkers

Der Summierverstärker ist auch ein typischer Operationsverstärker. Es verstärkt auch das Eingangssignal und liefert den Ausgang. Nun führt auch ein Summierverstärker die Additionsoperation durch. Es verstärkt also die summierte Eingangsspannung. Die allgemeine Gleichung (des nichtinvertierenden Summierverstärkers) kann wie folgt geschrieben werden: Vo = k (V1 + V2 +… + Vn). Hier ist Vo die Ausgangsgleichung und V1, V2… Vn sind die Eingangsspannungen. 'k' ist der Verstärkungsfaktor.

Wie wird die Ausgangsspannung des Summierverstärkers bestimmt?

Es sind einige Schritte zu befolgen, um die O / P-Spannung des Summierverstärkers zu bestimmen. Zuerst müssen wir das Konzept des virtuellen Bodens verwenden. Auf diese Weise stellen wir sicher, dass die Spannungen an beiden Eingangsanschlüssen gleich sind. Wenden Sie dann das Kirchhoffsche Stromgesetz an, um die Spannungsgleichungen von den Eingangsanschlüssen zu erhalten. Ersetzen Sie danach die erforderlichen Begriffe, um die endgültige Ausgabe in Eingangsspannungen und Widerständen zu erhalten. Ableitungen sowohl für den invertierenden als auch für den nichtinvertierenden Typ sind unten angegeben.

Summierverstärker-Ableitung

Die Ableitung des Summierverstärkers bezieht sich auf die Ableitung der Ausgangsgleichung. Die Ableitung umfasst das Herausfinden der aktuellen Gleichung unter Verwendung von KCL und das Verwenden des Konzepts der virtuellen Masse und der hohen Eingangsimpedanz, wo immer dies zutreffend ist. Die Ableitung des invertierenden und nicht invertierenden Summierverstärkers erfolgt nachstehend.

Formel für invertierenden Summierverstärker

Bestimmen wir die Ausgangsformel für einen invertierenden Summierverstärker mit 'n' Anzahl von Eingängen. Beachten Sie den oben angegebenen Schaltplan.

Bei Verwendung des virtuellen Bodenkonzepts ist das Potential des A-Knotens identisch mit dem Potential am B-Knoten. Bei Anwendung von KCL wird der aktuelle Stand sein

I1 + I2 + I3 +… + IN = IO

Oder V1 / R1 + V2 / R2 +… + Vn / Rn = - Vo / Rf

Oder Vo = - [(V1 · Rf / R1) + (Rf · V2 / R2) +… + (Rf · Vn / Rn)

Wenn nun R1 = R2 =… = Rn = Rf, dann können wir schreiben -

Vo = - [V1 + V2 +… + Vn]

Dies ist die invertierende Summierverstärkerformel.

Nicht invertierende Summierverstärker-Ableitung

Beachten Sie den Schaltplan des nichtinvertierenden Summierverstärkers. Der Rückkopplungswiderstand wird als Rf angegeben. Die Widerstände für jede Eingangsspannung werden als R1 = R2 = R3 = R angenommen. Der Widerstand für den invertierenden Summierverstärker beträgt R1. Unter Verwendung des Konzepts von virtuellem Boden und KCL lautet die Ausgangsgleichung: Vo = [1 + (Rf / R1)] * [(V1 + V2 + V3) / 3]

Summenverstärker-Verstärkungsformel

Die Ausgangsgleichung eines invertierenden Summierverstärkers ist gegeben als:

Vo = - [(V1 · Rf / R1) + (Rf · V2 / R2) +… + (Rf · Vn / Rn)

Angenommen, R1 = R2 =… = Rn,

Vo = - [(V1 · Rf / R1) + (Rf · V2 / R1) +… + (Rf · Vn / R1)

Oder Vo = - (Rf / R1) [V1 + V2 +… + Vn]

Die allgemeine Gleichung eines invertierenden Verstärkers lautet nun:

Vo = - k (V1 + V2 +… + Vn), wobei k die Verstärkung ist.

Also ist k = (Rf / R1)

Dies ist der Verstärkungsfaktor eines invertierenden Summierverstärkers.

Summierverstärker-IC

In der IC-Verpackung ist kein vorgefertigter Summierverstärker verfügbar. Sie werden mit den herkömmlichen Operationsverstärker-ICs gebaut. Operationsverstärker wie der LM358, in dem ein doppelter Operationsverstärker implementiert ist, werden zur Herstellung der Schaltung verwendet.  

Schaltplan des Summierverstärkers

Das schematische Diagramm des Summierverstärkers ist unten angegeben.

Analoger Summierverstärker

Der Verstärker ist ein analoges Gerät. Ein Summierverstärker wird auch für die Digital-Analog-Wandlung verwendet. Deshalb werden Summierverstärker als analoge Summierverstärker bezeichnet.

Summierungs- und Differenzverstärkertheorie

Die Theorie hinter dem Summier- und Differenzverstärker sind nur die mathematischen Operationen der Addition und Subtraktion. In den Summierverstärkern sind an einem Ende Eingangsspannungen vorgesehen, und der Ausgang, die Summe der Spannungen, wird mit einer gewissen Verstärkung im Ausgang empfangen.

Gleiches gilt für den Differenzverstärker. An der Eingangsstufe werden zwei oder mehr Spannungen bereitgestellt, und an einem Ausgang wird die Differenz zwischen ihnen mit Verstärkungen versehen.

Beide Verstärker sind auch Basis-Operationsverstärker. Daher werden auch die Theorie und die Prinzipien grundlegender Operationsverstärker befolgt.

Summierverstärker verwendet

Ein Summierverstärker ist ein praktisches Gerät. Wie der Name schon sagt, mischt der Verstärker die Signale nach Bedarf. Einige der wichtigsten Anwendungen sind:

• Audio-Mixer: Summierverstärker werden beim Audiomischen verwendet, um verschiedene Eingänge mit gleichen Verstärkungen zu addieren.
• DAC: Summierverstärker werden auch in Digital-Analog-Wandlern verwendet.
• Analoge Signalverarbeitung: Summierverstärker sind effiziente Instrumente zur Signalverarbeitung.

Audio-Summierverstärker

Audio-Summierverstärker ist eine der bedeutenden Anwendungen von Summierverstärkern. Audioverstärker mischen Gesang, Schlagzeug, Gitarre und andere Klänge anderer Instrumente. Es ist eines der wichtigsten Geräte für die Wiedergabe von Aufnahmen.

DC-Summierverstärker

Der Gleichstrom-Summierverstärker wird als Summierverstärker bezeichnet, der mit den Eingangs-Gleichspannungen gespeist wird. Im Allgemeinen können Summierverstärker für ihren Betrieb entweder mit Wechsel- oder Gleichspannung gespeist werden.

Unterschied zwischen invertierendem und nicht invertierendem Summierverstärker

Invertierende und nicht invertierende Summierverstärker sind nichts anderes als zwei verschiedene Konfigurationen von Summierverstärkern und ein Vergleich dazwischen wie folgt:

Differential-Summierverstärker

Ein Summierverstärker liefert einen Ausgang, der die gewichtete Summe der Eingänge enthält. Angenommen, der Ausgang eines Summierverstärkers hat sowohl den Eingang mit negativer Polarität als auch die Spannung mit positiver Polarität. In diesem Fall wird dieser Summierverstärker als Differenzsummierungsverstärker bezeichnet. Solche Verstärker können entworfen werden und sind auf dem Markt leicht verfügbar.

Digital-Analog-Wandler-Summierverstärker

Ein Digital-Analog-Wandler wandelt das bereitgestellte digitale Signal in sein äquivalentes analoges Signal um und um mehr über den Digital-Analog-Wandler zu erfahren, Klick hier.

Ein Summierverstärker ist ein wesentliches Gerät zur Herstellung eines Digital-Analog-Wandlers. Hier wurde ein Schaltplan eines 3-Bit-DAC unter Verwendung eines Summierverstärkers gezeigt.

Der Ausgang der Schaltung lautet: Vo = -R [(V2 / R) + (V1 / 2R) + (V0 / 4R)]

Nachdem wir die Gleichung vereinfacht haben, können wir schreiben -

Vo = -1/4 [4V2 + 2V1 + V0]

Die Ausgabetabelle

Funktion des Summierverstärkers

Die Funktion des Summierverstärkers besteht darin, alle Eingangsspannungen zu addieren, die entweder am invertierenden oder nicht invertierenden Anschluss bereitgestellt werden, und den Ausgang bereitzustellen, der die gewichtete Summe aller Eingänge enthält.

Wie funktioniert ein Summierverstärker?

Die Arbeit eines Summierverstärkers ist unkompliziert. Die Eingänge werden an einem der Eingangsanschlüsse gegeben. Die Widerstände erhöhen das Gewicht der Eingangsspannungen. Der Verstärker summiert dann den gesamten gewichteten Eingang und erzeugt einen Ausgang.

DC-Offset des Summierverstärkers

Ein Summierverstärker wird mit einer DC-Offset-Spannung mit einer AC-Spannung versorgt. Diese Versorgung hilft dabei, die LEDs in der LED-Modulationsschaltung in einem linearen Bereich zu halten.

Beispiel eines Summierverstärkers

Einige Beispiele für Summierverstärker sind Audiomischer, Digital-Analog-Wandler, LED-Modulationen, Spannungsaddierer usw.

Summierender, skalierender und mittelnder Verstärker

Der invertierende Verstärker hat drei Arten von Konfigurationen. Sie summieren, mitteln und skalieren. Wir haben das Invertieren des Summierverstärkers diskutiert. Jetzt werden wir die Skalierung und Mittelung beschreiben.

Die Ausgangsgleichung des invertierenden Summierverstärkers lautet:

Vo = - [(V1 · Rf / R1) + (Rf · V2 / R2) +… + (Rf · Vn / Rn)

Beobachten Sie jetzt. Der den Eingangsspannungen zugeordnete Widerstandsterm trägt zur Verstärkung bei und bewirkt den Ausgang. Eine Änderung des Widerstands ändert den Ausgang. Dies ist der Skalierungsverstärker.

Wenn nun R1 = R2 =… = Rn = R,

Dann ist Vo = - [(V1 · Rf / R) + (Rf · V2 / R) +… + (Rf · Vn / R)

Oder Vo = - (Rf / R) [V1 + V2 +… + Vn]

Wenn nun (Rf / R) = 1 / n ist, wobei n die Anzahl der Eingaben ist, lautet die Gleichung wie folgt: Vo = - (1 / n) [V1 + V2 +… + Vn]

Wir können sagen, dass diese Gleichung den Durchschnitt aller Eingangssignale darstellt. Dies ist der Mittelungsverstärker.

Summierverstärkerschaltung auf Steckbrett

Eine SummierungVerstärker (entweder invertierend oder nicht invertierend) Das Addieren von zwei Spannungen kann unter Verwendung eines Steckbretts ausgelegt werden. Folgende Komponenten werden zum Herstellen der Verbindungen benötigt:

1. IC741 (1)
2. Mehrfachspannungsquelle
3. Widerstände (5 kOhm x 2, 1 kOhm x 3)
4. Verbindungsdrähte
5. CRO

Der Anschluss erfolgt über den Schaltplan des invertierenden Summierverstärkers. Das folgende Bild zeigt den Steckbrettanschluss des Summierverstärkers.

Häufig gestellte Fragen

1. Was macht ein Summierverstärker?

Antworten: Das Hauptziel des Summierverstärkers besteht darin, alle Eingangsspannungen zu addieren, die entweder am invertierenden oder nicht invertierenden Anschluss bereitgestellt werden, und den Ausgang bereitzustellen, der die gewichtete Summe aller Eingänge enthält.

2. Wie funktioniert ein Summierverstärker?

Antworten: Die Arbeit eines Summierverstärkers ist unkompliziert. Die Eingänge werden an einem der Eingangsanschlüsse gegeben. Die Widerstände erhöhen das Gewicht der Eingangsspannungen. Der Verstärker summiert dann den gesamten gewichteten Eingang und erzeugt einen Ausgang.

3. Summierverstärker mit Kondensator

Antworten: Kondensatoren werden in einen Summierverstärker eingesetzt, um die Gleichstromkomponente der Signale zu blockieren. Der Kondensator lässt nur die Wechselstromteile der eingehenden und ausgehenden Signale zu.

4. Warum wird der summierende Operationsverstärker als gewichteter Summierverstärker bezeichnet?

Antworten: Der Summierverstärker wird oft als gewichteter Summierverstärker bezeichnet, da der Ausgang eines Summierverstärkers aus gewichteten Eingangsspannungen besteht. Die Gewichtung ergibt sich aus den mit den Eingangsspannungen verbundenen Widerständen.

5. Was sind die Vor- und Nachteile des Invertierens eines Summierverstärkers?

Antworten: Die Vorteile des Summierverstärkers sind: i) Er hat eine höhere Stabilität aufgrund negativer Rückkopplung. ii) Es gibt drei Arten von Konfigurationen für einen Summierverstärker: Summieren, Skalieren und Mitteln.

Der einzige Nachteil des invertierenden Summierverstärkers besteht darin, dass er eine vergleichsweise geringere Verstärkung aufweist als der nicht invertierende Verstärker.

6. Wie lautet die Formel zur Berechnung des Werts des Rf-Rückkopplungswiderstands in einer Summierverstärkerschaltung?

Antworten: Im Allgemeinen wird der Wert von Rf der Schaltung zugeführt. Wenn sie nicht verfügbar sind, Sie jedoch Werte für andere Parameter haben, können Sie den Rf-Wert leicht aus der Ausgabegleichung ermitteln. Die Ausgangsgleichung eines invertierenden Verstärkers ist unten angegeben.

Vo = - [(V1 · Rf / R1) + (Rf · V2 / R2) +… + (Rf · Vn / Rn)

7. Warum aktiv Bandstopp Filter werden unter Verwendung eines Summierverstärkers entwickelt

Antworten: Summierverstärker werden verwendet, um die aktiven Bandstoppfilter zu entwerfen, da der Summierverstärker einen linearen Betriebsbereich bietet und die virtuelle Masse bereitstellt.

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Sudipta Roy

Hallo, ich bin Sudipta Roy. Ich habe einen B. Tech in Elektronik gemacht. Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Ich habe großes Interesse an der Erforschung moderner Technologien wie KI und maschinellem Lernen. Mein Ziel ist es, allen Lernenden genaue und aktuelle Daten zur Verfügung zu stellen. Es macht mir große Freude, jemandem beim Wissenserwerb zu helfen.
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