Elektronik Komponenten: Hinzufügen von Spannung zu einem Op Amp - Dummies

Ein Operationsverstärker kann verwendet werden, um zwei oder mehr Spannungen hinzuzufügen oder zu subtrahieren. Eine elektronische Schaltung, die Spannungen addiert, wird als Summierverstärker bezeichnet. Ein Summierverstärker hat zwei Eingänge und einen Ausgang, dessen Spannung die Summe der beiden Eingangsspannungen ist, jedoch mit entgegengesetzter Polarität. Wenn einer der Eingänge +1 ist. 5 V und der andere ist +1. 0 V zum Beispiel ist die Ausgangsspannung -2. 5 V.

Damit der Summierverstärker funktioniert, sollten die Widerstände R1, R2 und R3 alle den gleichen Wert haben.

Wenn alle Widerstände in einem Summierverstärker gleich sind, ist die Ausgangsspannung die Summe der Eingangsspannungen. Dies ist die übliche Methode zum Konfigurieren eines Summierverstärkers, obwohl Sie die Widerstandswerte ändern können, wenn Sie dies wünschen.

Wenn die Widerstände unterschiedliche Werte haben, wird jede der Eingangsspannungen gemäß dem Wert des Widerstands an ihrer Eingangsschaltung gewichtet, was bewirkt, dass jede Eingangsspannung mit einem bestimmten Wert multipliziert wird, bevor die Spannungen summiert werden. Der genaue Wert, mit dem jeder Eingang multipliziert wird, hängt von der Mischung der verwendeten Widerstände ab.

Wenn R1 1 k und R2 10 k ist, wird die über den 1 k Widerstand angelegte Eingangsspannung mit 10 multipliziert, bevor sie zu der über den 10 k Widerstand angelegten Spannung addiert wird. Wenn also der Eingang bei R1 +1 V ist und der Eingang bei R2 +2 V ist, beträgt die Ausgangsspannung -12 V. (Damit diese Formel funktioniert, muss R3 ebenfalls 10 k betragen.)

Die tatsächliche Formel zur Berechnung der Ausgangsspannung basierend auf den Eingangsspannungen und den Widerstandswerten lautet:

Hier einige Beispiele, die Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie sich die Schaltung verhält, wenn R1 1 k und R2 und R3 10 k sind:

VIN (1)	VIN (2)	VOUT
+1 V	+1 V	-11 V
+1 V	+5 V	-15 V
0 V < +5 V	-5 V	+2 V
-5 V	-15 V	-1 V
-5 V	+15 V	Ein Nachteil des Summierverstärkers ist, dass er die Polarität des Eingangs invertiert, aber Sie können den Ausgang eines Summierverstärkers leicht in den Eingang eines Inverters mit Einheitsverstärkung einspeisen. Hier invertiert der zweite Operationsverstärker die Polarität des Ausgangssignals des Summierverstärkers, was bewirkt, dass die Polarität der Ausgangsspannung zur Polarität der ursprünglichen Eingänge zurückkehrt.

Eine übliche Verwendung für eine Summierverstärkerschaltung ist ein Audiomischer. Wenn dieser Schaltungstyp als Audiomischer verwendet wird, ist jeder Eingang mit einem Mikrofon verbunden. Der Summierverstärker kombiniert alle Mikrofoneingänge, indem die Spannungen von jedem Mikrofon addiert werden, und der resultierende Ausgang wird an eine andere Verstärkerstufe weitergeleitet.

Die Widerstände in jeder Eingangsschaltung sind oft Potentiometer, mit denen Sie den Signalpegel von jeder Eingangsquelle variieren können. Wenn Sie den Widerstand an einem der Eingangsschaltkreise erhöhen, wird weniger von diesem Eingang in der Ausgangsmischung dargestellt - besonders nützlich, wenn einer Ihrer Sänger ein bisschen ausgeschaltet ist.

Eine Summierverstärkerschaltung kann mit zusätzlichen Eingängen erweitert werden. Hier ist eine Schaltung mit vier Eingängen, die Potentiometer verwendet, um den Pegel jedes Eingangs zu steuern. Sie können so viele Eingänge hinzufügen, wie Sie möchten, aber Sie müssen sicherstellen, dass die gesamte kombinierte Spannung von allen Eingängen die Versorgungsspannung (minus ein Volt oder zwei) nicht überschreitet.

Eine letzte Variation der Summierverstärkerschaltung wird in Verbindung mit einem zweiten Operationsverstärker verwendet, der als ein Inverter konfiguriert ist. Diese Konfiguration bewahrt die Polarität der Eingangsspannungen.