Operasional amplifier tersedia dalam konfigurasi yang berbeda. A penguat penjumlahan adalah salah satu jenisnya, yang digunakan untuk menggabungkan tegangan yang tersedia pada minimal dua input atau lebih menjadi satu tegangan output daya. Op-amp pembalik memiliki tegangan masukan tunggal yang diberikan ke terminal masukan pembalik. Jika kita memberikan beberapa resistor masukan ke terminal masukan pembalik, setiap masukan setara dengan nilai resistor masukan asli, yang dikenal sebagai penguat penjumlahan. Penguat ini memproses penambahan & pengurangan tegangan. Ada dua jenis penguat penjumlahan; pembalik dan non-pembalik. Artikel ini memberikan informasi singkat tentang a penguat penjumlahan non-pembalik , cara kerja, dan aplikasinya.
Apa itu Penguat Penjumlahan Non-pembalik?
Jenis konfigurasi rangkaian Op-Amp yang digunakan untuk menghasilkan keluaran yang dijumlahkan, dengan fasa atau polaritas yang sama dikenal sebagai penguat penjumlahan non-pembalik. Jenis penguat penjumlahan ini menggunakan teknik kopling langsung, yang menunjukkan bahwa sinyal sumber terhubung dan diarahkan ke Op-Amp.
Dalam konfigurasi op-amp jenis ini, masukan pembalik op-amp dibumikan. Input non-pembalik dihubungkan dengan tegangan input melalui resistor atau secara langsung. Tegangan keluaran penguat penjumlahan non-pembalik ini dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
Vout = (1+Rf/R1)*Vin
Dimana 'Rf' adalah resistor umpan balik, 'R1' adalah resistor masukan & Vin adalah jumlah tegangan masukan yang diberikan.
Penguat Penjumlahan Non-Pembalik Berfungsi
Penguat Penjumlahan Non-Pembalik memberikan penjumlahan output daya dari sinyal i/p termasuk fase polaritas (atau) yang serupa. Penguat ini mempunyai beberapa sumber masukan dan satu keluaran dimana masukan-masukan tersebut dihubungkan ke terminal non-pembalik melalui resistor.
Setiap sinyal masukan dihubungkan langsung ke sebuah resistor sedangkan ujung lain dari setiap resistor dihubungkan secara sederhana ke terminal non-pembalik op-amp. Setelah itu, persimpangan penjumlahan dihubungkan ke GND melalui resistor umpan balik. Jadi pengaturan ini memungkinkan penguat operasional untuk menambahkan berbagai tegangan input dengan bobot yang sesuai yang ditentukan oleh nilai resistor.
Total output dari penguat ini adalah jumlah dari semua tegangan input yang terhubung dimana bobot individu bergantung pada resistor yang terhubung dengan input yang setara. Jadi input & output penguat ini sefase dengan 0°.
Penguat Penjumlahan Non-Pembalik menggunakan Op Amp
Diagram rangkaian penguat penjumlahan non-pembalik ditunjukkan di bawah ini. Konfigurasi penguat ini mirip dengan penguat non-pembalik. Tegangan masukan ke penguat ini diberikan ke terminal masukan non-pembalik Op Amp. Keluaran penguat ini diumpankan kembali melalui umpan balik bias pembagi tegangan ke terminal masukan pembalik. Rangkaian ini mempunyai tiga masukan saja demi kemudahan, namun jumlah masukannya juga dapat ditambah. Perhitungan tegangan keluaran penguat ini dibahas di bawah ini.
Jika tegangan masukan seperti 'VIN' merupakan kombinasi seluruh sinyal masukan, maka tegangan ini dapat disediakan pada pin non-pembalik op-amp. Dari rangkaian penguat penjumlahan non inverting di atas, kita dapat menghitung tegangan keluaran penguat ini dengan pin masukan VIN & pada pembagi umpan balik, digunakan resistor Rf dan Ri. Jadi tegangan keluarannya akan menjadi seperti;
VOUT = VIN (1 + (Rf / Ri))
Setiap kali tegangan keluaran penguat ini diketahui, maka kita harus menentukan nilai VIN. Jika tiga sumber masukan utama adalah V1, V2 & V3, dan resistansi masukannya adalah; R1, R2 & R3 maka input saluran masing-masing adalah VIN1, VIN2 & VIN3 ketika saluran setara lainnya di-ground. Dengan demikian,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
Di sini, ketika gagasan virtual ground tidak berlaku, semua saluran akan memengaruhi saluran lainnya. Pertama, kita harus menghitung bagian VIN1 dari VIN dan dengan matematika yang mudah; kita dapat dengan mudah mendapatkan dua nilai sisa VIN2 & VIN3.
Setiap kali V2 & V3 dihubungkan ke VIN1, maka resistor ekuivalennya tidak dapat diabaikan karena membentuk jaringan pembagi tegangan. Akibatnya,
VIN1 = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))]
Demikian pula, kita dapat menghitung dua nilai VIN2 & VIN3 lainnya sebagai
VIN2 = V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))]
VIN3 = V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))]
Karena itu,
VIN = VIN1 + VIN2 + VIN3
VIN = V1 [(R2 || R3) / (R1 + (R2 || R3))] + V2 [(R1 || R3) / (R2 + (R1 || R3))] + V3 [(R1 || R2) / (R3 + (R1 || R2))].
Akhirnya, kita dapat menghitung tegangan Output sebagai;
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))]}
Jika kita mempertimbangkan keadaan tertimbang ekivalen khusus dimana semua resistor memiliki nilai yang sama, maka VOUTnya adalah:
VOUT = (1 + (Rf / Ri)) ((V1 + V2 + V3)/3)
Desain rangkaian penjumlahan non-pembalik didekati dengan merancang penguat ini agar memiliki penguatan tegangan yang diperlukan. Setelah itu, resistor masukan dipilih sebesar mungkin agar sesuai dengan jenis penguat operasional yang digunakan.
Fungsi Transfer Penguat Penjumlahan Non-Pembalik
Rangkaian penguat penjumlahan noninverting dengan tiga input ditunjukkan di bawah ini. Jika kita ingin menambahkan tiga sinyal input ke penguat maka fungsi transfer dari tiga input penguat penjumlahan noninverting dibahas di bawah ini.
Dengan menggunakan teorema superposisi, pertama-tama kita akan membiarkan 'V1' di dalam rangkaian ini, dan V2 dan V3 menjadi nol dengan menghubungkan resistor R2 & R3 ke GND.
Untuk penguat operasional yang sempurna, arus masukan dari terminal non-pembalik dianggap nol. Jadi resistor R1, R2 & R3 akan membuat peredam tegangan melalui resistor R2 & R3 secara paralel. Jadi 'Vp' adalah;
Vp = V1 R2 || R3/ R1+ R2|| R3
Dimana dengan R2 || R3 kita telah memperhatikan bahwa nilai R2 dan R3 paralel.
Dengan sumber masukan V1, keluaran penguat operasional dapat dicatat melalui VOUT1 & dapat ditulis sebagai;
VOUT1 = Vp [1+Rf2/Rf1]
Dengan mensubstitusikan nilai Vp pada persamaan VOUT1 maka diperoleh;
VOUT1 = V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
Demikian pula, kita dapat menulis VOUT2 & VOUT3 ketika sinyal inputnya saja; V2 & V3 secara bersamaan.
VOUT2 = V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) [1+ Rf2/Rf1]
VOUT3 = V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) [1+ Rf2/Rf1]
Dengan menambahkan persamaan VOUT1, VOUT2 & VOUT3 di atas, fungsi transfer penguat noninverting yang mencakup tiga sinyal input akan menjadi sebagai;
VOUT = [1+ Rf2/Rf1] V1 (R2 || R3/ R1+ R2|| R3) + V2 (R1 || R3/ R2+ R1|| R3) + V3 (R1 || R2/ R3+ R1|| R2) .
Perbedaan antara Penguat Penjumlahan Pembalik dan Non-Pembalik
Perbedaan utama antara Penguat Penjumlahan Pembalik & Non-Pembalik dibahas di bawah ini.
| Penguat Penjumlahan Pembalik | Penguat Penjumlahan Non-Pembalik |
| Semua sinyal masukan dalam rangkaian ini diberikan ke terminal masukan pembalik op-amp sedangkan terminal non-pembalik dibumikan. | Semua sinyal masukan dalam rangkaian ini diberikan ke terminal masukan non-pembalik op-amp sedangkan terminal pembalik dibumikan. |
| Penguat penjumlahan ini cara kerjanya mirip dengan op-amp pembalik | Penguat penjumlahan non-pembalik ini bekerja mirip dengan op-amp non-pembalik. |
| Membalikkan penguat penjumlah akan membalikkan fase sinyal keluaran. | Penguat penjumlahan non-pembalik mempertahankan fase yang sama dengan sinyal masukan. |
| Konfigurasi penguat ini memberikan jumlah negatif dari tegangan masukan yang diterapkan. | Konfigurasi penguat penjumlahan non-pembalik memberikan jumlah positif dari tegangan masukan yang diterapkan. |
| Perbedaan fasa pada penguat ini adalah 180° antara sinyal input & output. | Perbedaan fasa pada penguat ini adalah 0° antara sinyal input & output. |
| Umpan balik dalam penguat ini disediakan dimana sinyal input disediakan. | Umpan balik dan sinyal masukan dalam penguat ini dihubungkan secara sederhana ke terminal yang berbeda. |
| Terminal '+' terhubung ke GND. | Pada amplifier ini, terminal '-' dihubungkan ke GND. |
| Pada penguat ini, umpan balik tidak dapat dihubungkan ke GND. | Umpan balik pada penguat ini dihubungkan ke GND dengan sebuah resistor. |
| Penguat ini memberikan keluaran terbalik dengan polaritas negatif (-ve). | Output yang dihasilkan oleh penguat ini tidak terbalik & dinyatakan dengan polaritas +ve. |
| Polaritas penguatan penguat ini adalah (-) negatif. | Polaritas penguatan penguat non-pembalik adalah (+) positif. |
| Gain penguat ini adalah < atau > atau = hingga kesatuan (1). | Keuntungannya selalu> 1. |
Keuntungan
Itu keuntungan dari penguat penjumlahan non-pembalik termasuk yang berikut ini.
- Penguatan tegangan penguat penjumlahan ini positif.
- Sinyal keluaran dapat diperoleh tanpa inversi fasa.
- Nilai impedansi masukannya tinggi.
- Penguatan tegangan bervariasi.
- Dalam penguat ini, pencocokan impedansi yang unggul dapat dicapai.
Itu kelemahan dari penguat penjumlahan non-pembalik termasuk yang berikut ini.
- Penguat ini mempunyai kelemahan utama dimana penguatan rangkaian akan menjadi dua kali lipat untuk sisa saluran yang terhubung jika salah satu input dilepas.
- Tidak disarankan untuk menghindari pin non-pembalik yang mengambang sambil melepaskan semua input.
- Kemungkinan gangguan antara masukan dan masukan lainnya dapat terjadi dengan tingkat keparahan yang berubah-ubah.
- Memasukkan masukan ketiga dapat mengakibatkan penurunan perolehan pada dua saluran pertama, yang dapat mempunyai implikasi berdasarkan aplikasi tertentu.
- Jika ada tautan ke sumber mana pun yang memiliki nilai impedansi keluaran variabel, maka hal itu memengaruhi amplifikasi dua saluran yang tersisa, yang mungkin tidak populer.
Aplikasi
Itu aplikasi penguat penjumlahan non-pembalik termasuk yang berikut ini.
- Rangkaian op-amp penjumlahan non-pembalik dapat diterapkan dimanapun diperlukan impedansi masukan yang tinggi.
- Rangkaian ini dapat digunakan sebagai pengikut tegangan hanya dengan memberikan output daya ke input pembalik seperti inverter.
- Sirkuit ini membantu mengisolasi sirkuit bertingkat tertentu.
- Penguat ini digunakan untuk memberikan keluaran penjumlahan untuk sinyal masukan yang diterapkan dengan fasa atau polaritas yang sama.
Jadi, ini adalah ikhtisar penjumlahan non-pembalik amplifier, sirkuit, derivasi , perbedaan, fungsi alih, kelebihan, kekurangan, dan penerapannya. Ini adalah jenis penguat penjumlahan dengan beberapa masukan ke masukan non-pembalik +ve. Penguat penjumlahan dapat digunakan sebagai penguat penjumlahan non-pembalik hanya dengan menghubungkan berbagai sinyal masukan melalui resistor ke masukan non-pembalik op-amp.
Tegangan keluaran penguat penjumlahan ini adalah jumlah tegangan masukan, yang dibiaskan oleh nilai resistor. Setiap sinyal masukan dari penguat ini dapat dihubungkan secara sederhana ke sebuah resistor sedangkan terminal yang tersisa dari setiap resistor dapat dihubungkan ke terminal non-pembalik dari penguat operasional. Setelah itu, persimpangan penjumlahan dihubungkan ke GND melalui resistor umpan balik. Jadi, pengaturan ini memungkinkan penguat operasional untuk memasukkan berbagai tegangan input melalui bobot yang sesuai yang ditentukan melalui nilai resistor. Ini pertanyaan untuk anda, apa itu penguat penjumlahan?
