非反転加算アンプ：回路、導出、伝達関数、対反転加算とその応用

稼働中 アンプ さまざまな構成で利用できます。あ サミングアンプ タイプの 1 つで、少なくとも 2 つ以上の入力で利用可能な電圧を単一の O/P 電圧に結合するために使用されます。反転オペアンプには、反転入力端子に供給される単一の入力電圧があります。反転入力端子にいくつかの入力抵抗を与えると、各入力は加算アンプとして知られる元の入力抵抗値と等価になります。このアンプは電圧の加減算を処理します。加算アンプには 2 つのタイプがあります。反転と非反転。この記事では、 非反転加算アンプ 、作業とその応用。

非反転サミングアンプとは何ですか?

同じ位相または極性の加算出力を提供するために使用されるオペアンプ回路構成の一種は、非反転加算アンプとして知られています。これらのタイプの加算アンプは、ソース信号が接続されてオペアンプに送られることを示す直接結合技術を利用しています。

このタイプのオペアンプ構成では、オペアンプの反転入力は接地されます。非反転入力は、抵抗を介してまたは直接入力電圧に接続されます。この非反転加算アンプの出力電圧は、次の式を使用して決定できます。

Vout = (1+Rf/R1)*Vin

ここで、「Rf」はフィードバック抵抗、「R1」は入力抵抗、Vin は印加された入力電圧の合計です。

非反転加算アンプの動作

非反転加算アンプは、同様の極性 (または) 位相を含む i/p 信号の加算された o/p を提供します。このアンプには複数の入力ソースと 1 つの出力があり、これらの入力は抵抗を介して非反転端子に接続されています。

すべての入力信号は抵抗に直接接続されますが、すべての抵抗の他端はオペアンプの非反転端子に単純に接続されます。その後、加算ジャンクションは帰還抵抗を介して GND に接続されます。したがって、この構成により、オペアンプは抵抗器の値によって決定される適切な重み付けでさまざまな入力電圧を加算することができます。

このアンプの合計出力は、接続されたすべての入力電圧の合計です。ここで、個々の重みは、等価入力を持つ接続された抵抗に依存します。したがって、このアンプの入出力は 0°で同相になります。

オペアンプを使用した非反転加算アンプ

非反転加算アンプの回路図を以下に示します。このアンプ構成は非反転アンプと似ています。このアンプへの入力電圧はオペアンプの非反転入力端子に与えられます。このアンプの出力は、分圧器のバイアス フィードバックを介して反転入力端子にフィードバックされます。この回路では説明を簡単にするために入力を 3 つだけ示していますが、入力の数を追加することもできます。このアンプの出力電圧の計算については以下で説明します。

「VIN」のような入力電圧がすべての入力信号の組み合わせである場合、これはオペアンプの非反転ピンで提供できます。上記の非反転加算アンプ回路から、入力ピン VIN を使用してこのアンプの出力電圧を計算できます。帰還分圧器では Rf 抵抗と Ri 抵抗が使用されます。したがって、出力電圧は次のようになります。

VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))

このアンプの出力電圧がわかったら、VIN 値を決定する必要があります。 3 つの主な入力ソースが V1、V2、V3 であり、入力抵抗が次の場合、 R1、R2、R3 の場合、他の同等のチャネルが接地されている場合、それぞれのチャネル入力は VIN1、VIN2、VIN3 になります。したがって、

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

ここで、仮想グラウンドの考え方が適用されない場合、すべてのチャンネルが残りのチャンネルに影響を与えます。まず、VIN の VIN1 部分を簡単な計算で計算する必要があります。 VIN2 と VIN3 の残りの 2 つの値は簡単に取得できます。

V2 と V3 が接地されて VIN1 に接続されると、それらの等価抵抗は分圧器ネットワークを形成する際に無視できなくなります。その結果、

VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]

同様に、他の 2 つの VIN2 と VIN3 の値は次のように計算できます。

VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3)]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]

したがって、

VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3

VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R3)] R2) / (R3 + (R1 || R2))]。

最後に、出力電圧を次のように計算できます。

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))]}

すべての抵抗が同様の値を持つ特殊な等価重み付け状態を考慮すると、VOUT は次のようになります。

VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)

非反転加算回路設計は、主に必要な電圧ゲインを持つようにこのアンプを設計することによってアプローチされます。その後、使用するオペアンプの種類に合わせて、可能な限り大きな入力抵抗が選択されます。

非反転加算アンプの伝達関数

3 入力の非反転加算アンプ回路を以下に示します。 3 つの入力信号をアンプに追加する場合、3 入力非反転加算アンプの伝達関数について以下で説明します。

重ね合わせ定理を使用して、まずこの回路内に単に「V1」を残し、R2 と R3 の抵抗を GND に接続することで V2 と V3 をゼロにします。

完全なオペアンプの場合、非反転端子の入力電流はゼロとみなされます。したがって、R1、R2、R3 抵抗は、R2 と R3 抵抗を並列に介して電圧減衰器を形成します。したがって、「Vp」は次のようになります。

Vp = V1 R2 || R3/R1+ R2|| R3

R2 がある場所 || R3 は、R2 と R3 の値が並列であることに気づきました。

V1 入力ソースを使用すると、オペアンプの出力は VOUT1 を通じて確認でき、次のように書くことができます。

VOUT1 = Vp [1+ Rf2/Rf1]

VOUT1 の式に Vp 値を代入すると、次のようになります。

VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

同様に、入力信号のみの場合は VOUT2 と VOUT3 を書くことができます。 V2 と V3 も同様です。

VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]

VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]

上記の VOUT1、VOUT2、VOUT3 の式を追加すると、3 つの入力信号を含む非反転アンプの伝達関数は次のようになります。

VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) 。

反転サミングアンプと非反転サミングアンプの違い

反転加算アンプと非反転加算アンプの主な違いについては、以下で説明します。

利点

の 非反転加算アンプの利点 以下のものが含まれます。

• この加算アンプの電圧ゲインは正です。
• 位相が反転することなく出力信号が得られます。
• 入力インピーダンス値が高いです。
• 電圧ゲインは可変です。
• このアンプでは、優れたインピーダンス整合が得られます。

の 非反転加算アンプの欠点 以下のものが含まれます。

• このアンプには、入力の 1 つが切り離された場合に、接続されている残りのチャンネルの回路ゲインが 2 倍になるという主な欠点があります。
• すべての入力を切り離すときに非反転ピンのフローティングを解除することはお勧めしません。
• 入力と他の入力の間の干渉の可能性は、重大度の変化とともに存在する可能性があります。
• 3 番目の入力を導入すると、最初の 2 つのチャネル内のゲインが低下する可能性があり、特定のアプリケーションによっては影響が出る可能性があります。
• 可変出力インピーダンス値を持つソースへのリンクがある場合、残りの 2 つのチャンネルの増幅に影響を及ぼしますが、これは一般的ではない可能性があります。

アプリケーション

の 非反転加算アンプの応用 以下のものが含まれます。

• 非反転加算オペアンプ回路は、高入力インピーダンスが必要な場合にはどこにでも適用できます。
• これらの回路は、インバータのように反転入力に O/P を接続するだけで、ボルテージ フォロワとして使用できます。
• これらの回路は、特定のカスケード回路を分離するのに役立ちます。
• このアンプは、同じ位相または極性を持つ入力信号の合計出力を提供するために使用されます。

したがって、これは非反転加算の概要です。 アンプ、回路、導出 、違い、伝達関数、利点、欠点、およびその応用について説明します。これは、+ve 非反転入力に複数の入力を備えた加算アンプの一種です。加算アンプは、抵抗を介してさまざまな入力信号をオペアンプの非反転入力に接続するだけで、非反転加算アンプとして利用できます。

この加算アンプの出力電圧は、抵抗値によってバイアスされた入力電圧の量です。このアンプのすべての入力信号は単純に抵抗器に接続でき、各抵抗器の残りの端子はオペアンプの非反転端子に接続できます。その後、加算ジャンクションは帰還抵抗を介して GND に接続されます。したがって、この構成により、抵抗値によって決定される適切な重み付けにより、オペアンプにさまざまな入力電圧を含めることができます。ここで質問なのですが、サミングアンプとは何ですか?