运算电路:同相加法运算电路与反相加法运算电路解析

发表于 2017-05-15 09:41:34 收藏 已收藏
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运算电路:同相加法运算电路与反相加法运算电路解析

发表于 2017-05-15 09:41:34

  1、反相加法运算电路

  加法运算电路能实现多个模拟量的求和运算。图1所示为一个3个输入信号的反相加法运算电路。

  

  图1 反相加法运算电路

  根据“虚短路”和“虚断路”的原则,up=un=0。

  节点N的电流方程为

  (1)

  (2)

  对上式整理得

  (3)

  当RI1=RI2=RI3=R1时

  (4)

  当当RI1=RI2=RI3=RF时

  (5)

  平衡电阻R2=RI1//RI2//RI3//RF

  2、同相加法运算电路

  加法运算电路也可以采用同相输入的方式,图2是一个两个输入信号的同相加法运算电路。

  运算电路:同相加法运算电路与反相加法运算电路解析

  图2 同相加法运算电路

  根据“虚断路”的原则,iI=iF,即,整理得

  (6)

  根据“虚断路”的原则,节点P的电流方程为i21+i22=0,即,整理得

  (7)

  根据“虚短路”的原则,up=un。并结合式(6)和式(7)得

  (8)

  从而

  (9)

  若R21=R22=R1=RF,则uo=ui1+ui2。

  为了提高电路的共模抑制比和减小零漂,一般要求R21//R22=R1//RF。

  3、减法运算电路

  减法运算电路如图3所示,同相和反相输入端都有信号输入,则称为差动输入运算电路。

  运算电路:同相加法运算电路与反相加法运算电路解析

  图3 减法运算电路

  分析减法运算电路用叠加原理比较简单,图4(a)和图4(b)分别是输入信号ui1和ui2单独作用时的电路。

  运算电路:同相加法运算电路与反相加法运算电路解析

  图4 运用叠加原理的减法运算电路

  由图4(a)可知,ui1单独作用时电路为反相比例运算电路,输出电压为

  (10)

  由图4(b)可知,ui2单独作用时电路为同相比例运算电路,由于电阻R3的分压作用,使同相输入端电位,所以输出电压为

  (11)

  因此,ui1和ui2同时作用的输出电压为

  (12)

  当R1=R2、R3=RF时,

  当R1=R2=R3=RF时,


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