オペアンプ(Opamp)には非常に多くの興味深いアプリケーションがあり、すでにオペアンプを使用して多くの回路を作成しています。今日は、2つ以上の入力電圧を加算するオペアンプのもう1つのアプリケーションを検討します。この回路は、加算増幅器またはオペアンプ加算器と呼ばれます。ここでは、LM358オペアンプを使用して加算回路を示します。
必要なコンポーネント:
- LM358デュアルオペアンプ
- 抵抗1KΩ-4Nos
- 電源(オペアンプ+ Vccおよび-Vcc用)9 Vdc
- 2つの入力電圧源(それらの合計は<供給電圧でなければなりません)
- テスト用のデジタルマルチメータDMM
詳細に入る前に、まずオペアンプとLM385について学びます。
Op-amp(オペアンプ)
LM358は、 内部に2つの独立した電圧コンパレータを備えたデュアル低ノイズ オペアンプです。これは、コンパレータ、サマー、インテグレータ、アンプ、微分器、反転モード、非反転モードなどの多くのモードで構成できる汎用オペアンプです。
LM358の詳細については、アンプやコンパレータなどのLM358のさまざまな回路を参照してください。
オペアンプ構成の反転
ここでは、反転増幅器を使用して加算回路を構築しています。したがって、反転オペアンプの加算回路を理解するには、まず、閉ループ構成で反転オペアンプがどのように機能するかを確認する必要があります。反転オペアンプの閉ループ回路は非常に便利で、2つの最も重要な特性があります。これにより、オペアンプはさまざまなアプリケーションで使用できるようになり、次のようになります。
閉ループ構成では、
- 入力端子に電流が流れない
- V1 = V2 = 0(仮想アース)の場合、差動入力電圧はゼロです。または、一方の端子が接地されていなくても、オペアンプは両方の入力を同じレベルまたは同じ値に保とうとします。
以下は、出力から入力に負帰還が与えられる閉ループ反転オペアンプ回路です。また、この負帰還により、反転入力の電圧が非反転入力の電圧と等しくなり、仮想接地が作成されます。
反転オペアンプのゲイン式から、次のことがわかります。
ゲイン(Av)= Vout / Vin =(Rf / Rin)
反転加算回路/加算増幅器の動作:
反転加算回路は、入力電圧が反転端子に与えられ、非反転端子が接地されている上記の反転増幅器と似ていますが、反転加算回路の違いは、反転端子に複数の入力があることです。以下は、反転入力に2つの入力がある反転加算回路の回路です。
回路では、非反転端子は接地されており、閉ループ構成で見られるように、ポイントBの電圧はポイントAの電圧と同じ0Vになります。したがって、電流I1とI2は、オペアンプの反転端子(低電位)ではなく、抵抗Rf(高電位)に流れます。得られる出力電圧は入力の合計になり、入力は非反転端子に印加されるため、本質的に負になります。
これがLM358を使用したオペアンプ加算回路の実際の実装です.2つの入力電圧に2つの別々のバッテリー(約4Vdcと約2.6Vdc)を使用しました。下の図のマルチメーターで2つの入力電圧(6.89v)の合計を確認できます。
反転オペアンプ加算器回路解析:
反転増幅器のゲイン方程式は、
Vout =(Rf / R)Vin
回路にKCLを適用し、
I1 + I2 = IF(V1-0 / R1)+(V2-0 / R2)=(0-Voの/ RF)(V1 / R1)+(V2 / R2)= -電圧Vo / RF電圧Vo = -高周波* { (V1 / R1)+(V2 / R2)}………式-1 Vo = - {(RfV1 / R1)+(RfV2 / R2)}、
n個の入力がある場合
Vo = --Rf * {(V1 / R1)+(V2 / R2)+……….. +(V2 / Rn)}
R1 = R2 = Rf = Rを考えてみましょう
Vo =-(V1 + V2); R1 = R2 = Rf = R Vo =-(V1 + V2……+ Vn);の場合 (n個の入力の場合)
これは、ユニティゲイン反転加算器と呼ばれます
そして、R1 = R2 = R≠Rfの場合
Vo =-(Rf / R)(V1 + V2); Vo =- (Rf / R)(V1 + V2……+ Vn); (n個の入力の場合)
したがって、オペアンプの加算器では、出力電圧は入力電圧の合計に比例します。
したがって、これは、複数の入力を備えた閉ループ構成の反転 オペアンプを加算器または加算増幅器回路として使用する方法です。同様に、非反転オペアンプを使用してオペアンプ加算器を構築できます。