Inversione dell'amplificatore di somma vs Amplificatore di somma senza inversione

Come noto, ci sono circuiti sommatori invertenti e non invertenti, come di seguito:

Quali sono i loro pro e contro?

Mi preoccuperò solo del contro principale dell'amplificatore summing non invertente perché lo rende abbastanza inutile in molte applicazioni. Così....

Il grande svantaggio dell'amplificatore sommatore non invertente è che se si scollega uno degli ingressi, il guadagno del circuito raddoppia per il restante canale collegato. Questo non è il caso dell'amplificatore di somma invertente perché genera un punto di somma della terra virtuale.

Implicazioni che seguono: -

1. Scollegare tutti gli ingressi e il pin non invertente è mobile (errato)
2. Aggiungi un terzo input e il guadagno dei due canali originali diminuisce (potrebbe essere negativo ma in altre applicazioni potrebbe essere buono)
3. Qualsiasi sorgente connessa con impedenza di uscita variabile varierà il guadagno degli altri due canali (probabilmente non valido)
4. C'è un discorso incrociato da un ingresso a tutti gli altri ingressi (può o meno essere serio)

Nulla di quanto sopra accade con l'amplificatore di somma invertente.

Oltre ai pro / contro già menzionati, mi piace aggiungere quanto segue:

La larghezza di banda del circuito di inversione è - a seconda del numero di resistori di ingresso - molto più piccola rispetto alla configurazione non invertente. Inoltre, anche il rumore in uscita sarà molto più grande.

La ragione di questo effetto è il fattore di feedback (o il guadagno del circuito invertito).

(1) Per la configurazione senza inversione , il fattore di feedback è semplicemente Rin / (Rfeedback + Rin). [nell'esempio: 100k / 200k = 0,5]

(2) Al contrario, per il circuito di inversione il fattore di retroazione è Rp / (Rp + R4) con Rp = R1 || R2 || R3. Questo valore ridotto di Rp riduce il segnale di feedback (senza influenza sul guadagno in avanti) e - allo stesso tempo - il guadagno del loop.

Pertanto, tenendo conto del guadagno reale dipendente dalla frequenza dell'opamp, la larghezza di banda disponibile viene ridotta di conseguenza. Allo stesso tempo, il fattore di feedback ridotto è collegato con un aumento del guadagno del rumore (Guadagno del rumore = 1 / fattore di feedback)

Commento : Nella risposta di JWRM22 possiamo leggere "invertire gli amplificatori sono più stabili". Sebbene ciò non sia vero per un confronto tra amplificatori invertenti e non invertenti (entrambi hanno lo stesso percorso di feedback), è vero per le applicazioni di sommatoria come discusso qui. Come spiegato sopra in (2), l'inversione dei blocchi di somma ha un feedback comparabile inferiore e, di conseguenza, il margine di stabilità è aumentato.

Naturalmente, tutti i confronti tra le due alternative del circuito assumono valori di guadagno uguali o - almeno - simili.

Per semplicità, rispondo per il normale circuito dell'amplificatore (un ingresso e un'uscita). R2 è il resistore di feedback.

Inversione dell'amplificatore: Vout = Vin * - (R2 / R1)

L'inversione del guadagno degli amplificatori è facilmente regolabile. Il doppio R2 è il doppio del guadagno. Anche l'inversione degli amplificatori è più stabile.

Amplificatore senza inversione: Vout = Vin * (1+ (R2 / R1))

Gli amplificatori senza inversione hanno un'impedenza di ingresso molto elevata. Ha bisogno di poca (nano Amp) di corrente in ingresso. Ciò significa che puoi misurare un circuito senza influenzarlo.

Nei circuiti analogici il suo mix and match. Aggiungi un seguace di linea prima dell'amplificatore invertente per ottenere il meglio da entrambi i mondi.