เครื่องขยายเสียงรวมหรือวงจรแอมป์แอมป์

Operational Amplifiers (Opamp) มีแอพพลิเคชั่นที่น่าสนใจมากมายและเราได้สร้างวงจรมากมายโดยใช้ op-amps แล้ว วันนี้เรากำลังจะไปศึกษาหนึ่งโปรแกรมมากขึ้นของ OpAmp ซึ่งก็คือการเพิ่มสองหรือมากกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตและวงจรที่เรียกว่าสรุปเครื่องขยายเสียงหรือ OpAmp Adder ในที่นี้เราจะใช้LM358 Opampเพื่อสาธิตวงจร Adder

ส่วนประกอบที่จำเป็น:

LM358 แอมพลิฟายเออร์แบบ Dual-Operational Amplifiers
ตัวต้านทาน1KΩ -4Nos
แหล่งจ่ายไฟ (สำหรับ opamp + Vcc & -Vcc) 9 Vdc
แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองแหล่ง (ผลรวมควรเป็น <แรงดันไฟฟ้า)
Digital Multi-meter DMM สำหรับการทดสอบ

ก่อนที่จะลงรายละเอียดเราจะเรียนรู้เกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์เชิงปฏิบัติการและ LM385ก่อน

Op-amp (แอมป์ปฏิบัติการ)

LM358 เป็นเครื่องขยายสัญญาณเสียงรบกวนต่ำแบบคู่ ซึ่งมีตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าอิสระสองตัวอยู่ภายใน นี่คือออปแอมป์ที่ใช้งานทั่วไปซึ่งสามารถกำหนดค่าได้ในหลายโหมดเช่นตัวเปรียบเทียบ, ฤดูร้อน, อินทิเกรเตอร์, แอมพลิฟายเออร์, ตัวสร้างความแตกต่าง, โหมดกลับด้าน, โหมดไม่กลับด้าน ฯลฯ

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ LM358 โปรดดูวงจรต่างๆของ LM358 เป็นเครื่องขยายเสียงและเครื่องเปรียบเทียบ

การเปลี่ยนการกำหนดค่าเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงาน

นี่เรากำลังสร้างวงจร Adder ใช้ Inverting Amplifier ดังนั้นเพื่อที่จะเข้าใจวงจร Summing ของ Inverting Opampเราต้องมาดูกันก่อนว่า opamp กลับด้านทำงานอย่างไรในการกำหนดค่าวงปิด วงจรวงปิดของ opamp กลับด้านมีประโยชน์มากและมีลักษณะที่สำคัญที่สุดสองประการซึ่งทำให้ opamp ใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆได้ดังนี้: -

ในการกำหนดค่าวงปิด

ไม่มีกระแสไหลเข้าสู่ขั้วอินพุต
แรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่แตกต่างกันเป็นศูนย์เป็น V1 = V2 = 0 (โลกเสมือน) หรือ opamp พยายามรักษาอินพุตทั้งสองไว้ในระดับเดียวกันหรือค่าเดียวกันแม้ว่าจะไม่ได้ต่อสายดิน

ด้านล่างนี้เป็นวงจร OpAmp แบบวงปิดที่กลับด้านซึ่งเป็นข้อเสนอแนะเชิงลบที่กำหนดจากเอาต์พุตไปยังอินพุต และเนื่องจากข้อเสนอแนะเชิงลบนี้แรงดันไฟฟ้าที่อินพุทอินพุทจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับด้านดังนั้นจึงสร้างกราวด์เสมือน

เรารู้จากสูตร Inverting Op-amp Gain

กำไร (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)

Inverting Adder Circuit / Summing Amplifier ทำงาน:

วงจรอินเวอร์ติ้งแอดเดอร์คล้ายกับแอมพลิฟายเออร์อินเวอร์เตอร์ด้านบนซึ่งแรงดันไฟฟ้าอินพุตจะถูกกำหนดให้กับเทอร์มินัลกลับด้านและเทอร์มินัลที่ไม่กลับด้านจะมีการต่อสายดิน แต่ความแตกต่างในวงจรอินเวอร์ติ้งแอดเดอร์คือมีอินพุตหลายตัวที่เทอร์มินอลกลับด้าน ด้านล่างนี้เป็นวงจรของInverting Adder Circuit ที่มีอินพุตสองตัวที่อินพุตกลับด้าน

ในวงจรขั้วไม่กลับหัวเป็นเหตุผลและเท่าที่เห็นในการกำหนดค่าวงปิดแรงดันไฟฟ้าที่จุดBจะเป็นเช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าที่จุดA, 0V ดังนั้น I1 และ I2 ปัจจุบันจะไหลเข้าสู่ตัวต้านทาน Rf (ศักยภาพที่สูงกว่า) และไม่เข้าสู่ขั้วกลับด้าน (ศักยภาพที่ต่ำกว่า) ของ op-amp แรงดันไฟฟ้าขาออกที่ได้รับจะเป็นผลรวมของอินพุตและจะมีค่าเป็นลบเนื่องจากอินพุตถูกนำไปใช้กับเทอร์มินัลที่ไม่กลับด้าน

นี่คือการใช้งานจริงของวงจร Opamp adder โดยใช้ LM358เราได้ใช้แบตเตอรี่สองก้อนแยกกัน (≈4 Vdc และ≈2.6 Vdc) สำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองตัวและคุณสามารถดูผลรวมของแรงดันไฟฟ้าอินพุตสองตัว (6.89v) ในมัลติมิเตอร์ในภาพด้านล่าง.

Inverting Op-amp Adder Circuit Analysis:

สมการกำไรสำหรับการกลับด้านแอมพลิฟายเออร์คือ

Vout = (Rf / R) Vin

ใช้ KCL กับวงจร

I1 + I2 = ถ้า (V1-0 / R1) + (V2-0 / R2) = (0-Vo / Rf) (V1 / R1) + (V2 / R2) = - Vo / Rf Vo = - Rf * { (V1 / R1) + (V2 / R2)} ………สมการ -1 Vo = - {(RfV1 / R1) + (RfV2 / R2)},

หากมี n อินพุตแล้ว

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

ลองพิจารณา R1 = R2 = Rf = R

Vo = - (V1 + V2); เมื่อ R1 = R2 = Rf = R Vo = - (V1 + V2 …… + Vn); (สำหรับ n จำนวนอินพุต)

สิ่งนี้เรียกว่าเอกภาพได้รับแอดเดอร์กลับ

และถ้า R1 = R2 = R ≠ Rf แล้ว

Vo = - (Rf / R) (V1 + V2); Vo = - (Rf / R) (V1 + V2 …… + Vn); (สำหรับ n จำนวนอินพุต)

ดังนั้นในแรงดันเอาต์พุตของ op-amp adder จึงเป็นสัดส่วนกับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า

ดังนั้นนี้เป็นวิธีการที่inverting Op แอมป์ในการกำหนดค่าวงปิดที่มีหลายปัจจัยการผลิตสามารถใช้เป็น Adder หรือสรุปวงจรเครื่องขยายเสียง ในทำนองเดียวกันเราสามารถสร้าง Op-amp adder ด้วย op-amps ที่ไม่กลับด้าน