تقویت کننده جمع کننده وارونگر

قبلا مدار تقویت کننده وارونگر را معرفی کردیم. در این مطلب قصد داریم مداری مبتنی بر تقویت کننده وارونگر را با آپ امپ بررسی نماییم.
تقویت کننده جمع کننده وارونگر ، مدار توسعه یافته تقویت کننده وارونگر است که قبلا درباره آن صحبت کردیم ، با این تفاوت که این تقویت کننده به جای 1 ورودی، ورودی های متعددی دارد.

simming inverting op amp
تقویت کننده جمع کننده وارونگر

فرض کنید که امپدانس ورودی آپ امپ بی نهایت باشد. بنابراین، هیچ جریان وارد شونده یا خارج شونده در ورودی وارونگر آپ امپ وجود نخواهد داشت. از آنجايي که آپ امپ ، ولتاژ را در دو ورودی يكسان نگه می دارد، ورودی وارونگر (-) را می توان متصل به زمین در نظر گرفت که معمولا به آن زمین مجازی اطلاق مي گردد. علاوه بر این، طبق قانون کیرشهف، همه جریان های وارد شونده به یک گره باید از آن خارج شوند.

هر ولتاژ ورودی یک جریان ایجاد می کند:

summing inverting op amp formula 1

جريانی که از گره جمع کننده خارج می شود مساوي با مجموع تمام جریان های ورودی است. بنابراین ولتاژ در مقاومت فیدبک (Rfb) بدين صورت است:

summing inverting op amp formula 2

يا

summing inverting op amp formula 3

ولتاژ (نسبت به ولتاژ ورودی) منفی است ، چرا که جریان دارد از گره خارج می شود. توجه داشته باشید که مقیاس ولتاژهاي ورودی توسط مقاومتهاي ورودی تعیین مي شود.

منابع خطای عمده در این مدار ولتمنابع خطای عمده در این مدار، ولتاژ افست و جریان بایاس آپ امپ هستند. . ولتاژ افست برروي ولتاژ آشکار شده در ورودي وارونگر تاثیر می گذارد كه ديگر 0 ولت نخواهد بود. جریان بایاس باعث بروز خطا در مجموع جریانها می شود. چرا که یک جریان کوچک به ورودیهای آپ امپ داخل یا از آنها خارج می شود.

یک مشکل بالقوه در مداری با تعداد زیادی ورودی بهره نويز مدار است. مقاومت ورودی کل، ترکیب موازی تمام مقاومتهاي ورودی است. اگر تعداد ورودی ها زیاد باشد مقاومت ورودی معادل را کوچک شده که به معنی بهره نويز بزرگ است.

summing inverting op amp formula 4

با این حال، در مورد مسائل پایداری، بهره نويز بزرگ پایداری تقویت کننده را ارتقا می دهد. در نقطه ای که بهره نويز ، بهره حلقه باز را روی نمودار قطع مي كند، افزایش بهره نویز این نقطه را از قطب هاي دوم که باعث ناپایداری می شوند دور کرده و این خود باعث افزایش پایداری سیستم می گردد.

بدیهی است كه نويز با بهره نویز بالاتر ، بیشتر مي شود. برای ورودیهاي AC، در پهنای باند آپ امپ نیز محدودیت هایی وجود خواهد داشت.

بحث بالا با فرض منابع تغذیه دوبل صورت گرفته است. اگر از منبع تغذیه تکی استفاده شوند، زمین با یک گره ولتاژ مرجع VREF جايگزين مي شود كه معمولا مقدار آن نصف ولتاژ منبع تغذیه است و ولتاژ هاي ورودی و خروجی به جای زمین، نسبت به این ولتاژ سنجیده می شوند.

جریان ورودی بصورت زير مي باشد:

summing inverting op amp formula 5

که در آن N شماره هر ورودی است و خروجی از رابطه زير به دست می آید:

summing inverting op amp formula 6

karakit