Sirkuit Musim Panas dan Rata-rata

Jika kita mengambil tiga resistor yang sama dan menghubungkan satu ujung masing-masing ke titik yang sama, kemudian menerapkan tiga tegangan input (satu untuk masing-masing ujung bebas resistor), tegangan yang terlihat pada titik yang sama akan menjadi rata-rata matematis dari ketiganya.

Sirkuit ini benar-benar tidak lebih dari aplikasi praktis dari Teorema Millman:

Rangkaian ini umumnya dikenal sebagai rata-rata pasif , karena menghasilkan tegangan rata-rata dengan komponen non-penguat. Pasif hanya berarti bahwa itu adalah sirkuit yang tidak diperkuat. Persamaan besar di sebelah kanan rangkaian rata-rata berasal dari Teorema Millman, yang menggambarkan tegangan yang dihasilkan oleh beberapa sumber tegangan yang terhubung bersama melalui resistansi individu. Karena tiga resistor dalam rangkaian rata-rata sama satu sama lain, kita dapat menyederhanakan rumus Millman dengan menulis R₁ , R₂ , dan R₃ hanya sebagai R (satu, resistensi yang sama, bukan tiga resistensi individu):

Jika kita mengambil rata-rata pasif dan menggunakannya untuk menghubungkan tiga tegangan input ke rangkaian penguat op-amp dengan gain 3, kita dapat mengubah rata-rata ini berfungsi menjadi tambahan fungsi. Hasilnya disebut musim panas non-pembalik sirkuit:

Dengan pembagi tegangan yang terdiri dari kombinasi 2 kΩ / 1 kΩ, rangkaian penguat non-pembalik akan memiliki penguatan tegangan 3. Dengan mengambil tegangan dari rata-rata pasif, yang merupakan jumlah dari V₁ , V₂ , dan V₃ dibagi 3, dan mengalikan rata-rata itu dengan 3, kita mendapatkan tegangan keluaran yang sama dengan jumlah dari V₁ , V₂ , dan V₃ :

Hal yang sama dapat dilakukan dengan penguat op-amp pembalik, menggunakan rata-rata pasif sebagai bagian dari rangkaian umpan balik pembagi tegangan. Hasilnya disebut musim panas terbalik sirkuit:

Sekarang, dengan sisi kanan dari tiga resistor rata-rata terhubung ke titik ground virtual dari input pembalik op-amp, Teorema Millman tidak lagi berlaku secara langsung seperti sebelumnya. Tegangan di tanah virtual sekarang ditahan pada 0 volt oleh umpan balik negatif op-amp, sedangkan sebelumnya bebas mengapung ke nilai rata-rata V₁ , V₂ , dan V₃ . Namun, dengan semua nilai resistor sama satu sama lain, arus yang melalui masing-masing dari tiga resistor akan sebanding dengan tegangan input masing-masing. Karena ketiga arus tersebut akan ditambahkan pada simpul arde virtual, jumlah aljabar arus tersebut melalui resistor umpan balik akan menghasilkan tegangan pada V_keluar sama dengan V₁ + V₂ + V₃ , kecuali dengan polaritas terbalik. Pembalikan polaritas inilah yang membuat rangkaian ini pembalik musim panas:

Sirkuit musim panas (penambah) cukup berguna dalam desain komputer analog, seperti halnya sirkuit pengganda dan pembagi. Sekali lagi, penguatan diferensial yang sangat tinggi dari op-amp yang memungkinkan kita untuk membangun sirkuit yang berguna ini dengan komponen yang minimal.

TINJAUAN:

• Sebuah musim panas sirkuit adalah salah satu yang menjumlahkan, atau menambahkan, beberapa sinyal tegangan analog bersama-sama. Ada dua jenis dasar sirkuit musim panas op-amp:non-pembalik dan pembalik.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sirkuit OpAmp Musim Panas dan Pengurang