Amplificador sumador no inversor, análisis y funcionamiento

Amplificador sumador no inversor, análisis y funcionamiento
Juan Carlos G2020-10-17

Hola ¿Que tal te ha parecido este pequeño curso de amplificadores operacionales (AO)? Y si eres nuevo y nunca antes habías llegado a mi página, te invito a revisar cada post ya que hemos revisado cada configuración del AO. Hoy toca analizar al Amplificador sumador no inversor.

Si no has visto ningún post, pero te interesa, aquí te dejo el artículo anterior para que incrementes tus conocimientos sobre este potente componente.

Y si te gusta el contenido, por favor, comparte para que podamos ayudar a mas colegas en su aprendizaje.

 

 

¿Qué es el amplificador sumador no inversor?

El amplificador sumador no inversor tiene el mismo principio de funcionamiento que su versión contraria, el sumador inversor, el cual le he dedicado un post completo el cual te invito a revisar.

El sumador no inversor es un circuito capaz de entregar a la salida la suma de las señales de entrada, sin realizar ningún cambio de signo o sentido.

 

¿Cómo funciona el amplificador sumador no inversor?

Este amplificador tiene múltiples entradas en el pin no inversor (+) que se suman; sin embargo, a diferencia del sumador inversor, estas no se invierten. Por ejemplo, supongamos que tienes dos entradas, en una entran 5v y en la segunda entran 3.3v, el resultado será 8.3v, sin inversa ni signo contrario como se haría en el amplificador sumador inversor.

 

Características del AO sumador no inversor

Esta configuración tiene prácticamente las mismas características que el sumador inversor, por ejemplo:

  • La realimentación que tenemos en el circuito en negativa.
  • Uno de los aspectos que se mantienen iguales, es que cada entrada tiene una impedancia de entrada, la cual está por el orden de los 100 mega ohms y solo existe una impedancia de salida en el orden de los ohm.
  • Y por supuesto la salida esta en fase y signo con la entrada

 

Método general de análisis del amplificador sumador no inversor

En este punto ya somos capaces de revisar y establecer un método general con el cual podemos analizar esta configuración, por ejemplo:

 

Diagrama general de conexiones

Diagrama de conexiones del amplificador sumador no inversor

  • Ya puedes percatarte de que las entradas de voltaje se encuentran en el pin no inversor, a diferencia del amplificador sumador inversor que vimos previamente.
  • El pin inversor del amplificador sumador se encuentra conectado a tierra mediante una resistencia de protección o balance (Rx).

En este circuito, gracias a la realimentación negativa, se cumple que el voltaje del pin inversor es igual al voltaje del pin no inversor. Además, la corriente tiene un comportamiento similar que en el amplificador inversor:

I = I1 + I2 + I3 + ... + In

Y nuestra tensión de salida se puede calcular con la siguiente expresión:

Formula para calcular el voltaje de salida del amplificador sumador no inversor

Si, ya sé que te has dado cuenta que es igual que en el amplificador sumador inversor, con la diferencia de que ya no tenemos el signo negativo antes de la resistencia de realimentación.

De esta forma, la expresión se reduce de gran manera si todas las resistencias son del mismo valor e iguales a Rf.

Si consideramos lo siguiente:

R1 = R2 = R3 = RF

Entonces nuestra ecuación queda de la siguiente forma:

Vout = (V1 + V2 + V3 ... + Vn)

La salida de voltaje es sin amplificación y con signo positivo.

La expresión al ser idéntica al amplificador operacional sumador inversor, significa que en general, la ganancia en un sumador puede ser menor a la unidad.

Igual que en amplificador sumador inversor, si deseas diseñar un circuito sumador no inversor, debes conocer previamente el valor del voltaje de salida; para ello, se ocupan las mismas ecuaciones.

Formulas de la resistencia en un amplificador sumador no inversor

De la misma forma, si deseas conocer el valor de la resistencia de balance (Rx) del circuito, puedes realizarlo con la siguiente expresión:

Formula para calcular RX en un amplificador sumador no inversor

Donde:

  • Rf = Resistencia de realimentación.
  • RP = Representa el paralelo de las resistencias de entrada.

Aquí en este cálculo cabe aclarar que, si el signo del resultado es negativo, la resistencia se coloca del pin inversor a tierra. Por otro lado, si es positivo, la resistencia de coloca del pin no inversor a tierra.

 

Ejercicio amplificador sumador no inversor

Diagrama ejercicio del amplificador sumador no inversor

 

Puedes observar que las resistencias de entrada y la resistencia de realimentación son iguales, mientras que los voltajes de entrada son diferentes, por lo que se cumple lo siguiente:

R1 = R2 = R3 = RF

Por lo tanto, podemos utilizar la siguiente expresión para calcular el voltaje de salida (Vout).

Vout = (V1 + V2 + V3 ... + Vn)

Sustituimos

Vout = (5v + 5v + 12v)

Vout = 22v

 

Aplicaciones sumador no inversor

No hay mucho que decir; las aplicaciones son las mismas que en amplificador inversor; solo con la diferencia de que, si requieres voltajes positivos de manera directa para tus sistemas, este amplificador sumador es ideal para ti.

  • Mezcladoras de audio
  • Convertidor de binario a voltajo

 

Excelente, esto fue todo, espero te este gustando estos post y estés aprendiendo cosas nuevas, este artículo es pequeño y debes complementar con el artículo del AO sumador, nos vemos en el próximo post.

 

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        • Las especificaciones de la alta relación de rechazo de la fuente de alimentación de CA (PSRR) y la relación de rechazo de modo común (CMRR) del OPA1622 eliminan el ruido de la fuente de alimentación, ideal para aplicaciones de audio portátiles.
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          Juan Carlos G

          Desarrollador de sistemas de rastreo satelital

          Hola, sean bienvenidos todos a Amplificadores.info, he creado este blog donde intentare enseñar todo lo que se sobre la amplificación de señales, lo hare tal y como lo aprendí mientras estudiaba Ingeniería eléctrica electrónica en la UNAM. Espero les guste, ya que, mi objetivo es aportar mi granito de arena en las nuevas generaciones.

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