求和放大器电路图

描述

求和放大器是另一种运算放大器电路配置,用于将两个或多个输入上的电压合并为一个输出电压。

我们之前在反相运算放大器中看到,反相放大器具有施加到反相输入端子的单个输入电压(Vin)。如果我们在输入端添加更多的输入电阻,每个输入电阻的值与原始输入电阻相等(Rin),我们最终得到另一个称为求和放大器的运算放大器电路,“求和逆变器“甚至是”电压加法器“电路,如下所示。

求和放大器电路

运算放大器

在这个简单的求和放大器电路中,输出电压(Vout)现在与输入电压V1,V2,V3等之和成比例。然后我们可以修改因此,反相放大器的原始等式考虑到这些新输入:

运算放大器

但是,如果全部输入阻抗,( Rin )的值相等,我们可以简化上面的公式,给出一个输出电压:

求和放大器方程

运算放大器

我们现在有一个运算放大器电路,它将放大每个输入电压并产生一个与输出电压成正比的输出电压信号。三个单独输入电压的代数“SUM” V 1 , V 2 和 V 3 。如果需要,我们还可以添加更多输入,因为每个输入“看到”它们各自的电阻 Rin 是唯一的输入阻抗。

这是因为输入信号与有效隔离通过运算放大器反相输入端的“虚拟地”节点相互连接。当所有电阻值相等且Rƒ等于 Rin 时,也可以获得直接电压增加。

注意,当求和点时连接到运算放大器的反相输入端,电路将产生任意数量输入电压的负和。同样,当求和点连接到运算放大器的同相输入端时,它将产生输入电压的正和。

A定标求和放大器可以如果各个输入电阻“相等”,则可以进行。然后必须将等式修改为:

运算放大器

为了使数学更容易,我们可以重新排列上面的公式使反馈电阻Rƒ成为给出输出电压的公式的主题:

运算放大器

这个如果更多输入电阻连接到放大器反相输入端子,则可以轻松计算输出电压。每个通道的输入阻抗是它们各自输入电阻的值,即 R 1 ,R 2 ,R 3 ...等。

有时我们需要一个求和电路,只需将两个或多个电压信号加在一起,无需任何放大。通过将上述电路的所有电阻设置为相同的值 R ,运算放大器的电压增益为1,输出电压等于所有输入电压的直接和,如图所示:

运算放大器

求和放大器确实是一个非常灵活的电路,使我们能够有效地“添加”或“求和”(因此得名)将几个单独的输入信号组合在一起。如果输入电阻 R 1 , R 2 , R 3 等,都将等于“单位增益反相加法器”。但是,如果输入电阻具有不同的值,则会产生“缩放求和放大器”,它将输出输入信号的加权和。

求和放大器示例No1

求输出以下求和放大器电路的电压。

求和放大器

运算放大器

使用先前找到的电路增益公式

运算放大器

我们现在可以用电路中的电阻值替换如下,

运算放大器

我们知道输出电压是两个放大输入信号的总和,计算公式为:

运算放大器

然后上面求和放大器电路的输出电压为-45 mV且为负作为其反相放大器。

求和放大器应用

那么我们可以使用求和放大器呢?如果求和放大器的输入电阻连接到电位计,则各个输入信号可以通过不同的量混合在一起。

例如,测量温度,可以添加负偏移电压以产生输出电压或显示屏在冰点处读取“0”或产生一个音频混音器,用于在将它们组合到音频放大器之前,将来自不同源声道(人声,乐器等)的各个波形(声音)添加或混合在一起。

求和放大器音频混合器

运算放大器

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求和放大器的另一个有用的应用是加权和数模转换器。如果输入电阻,求和放大器的 Rin 为每个输入的值加倍,例如1kΩ,2kΩ,4kΩ,8kΩ,16kΩ等,则为数字逻辑电压,或逻辑电平“这些输入上的0“或逻辑电平”1“将产生一个输出,它是数字输入的加权和。考虑下面的电路。

数模转换器

运算放大器

当然这是一个简单的例子。在此DAC求和放大器电路中,构成输入数据字的单个位数(在本例中为4位)最终将输出阶跃电压确定为满量程模拟输出电压的百分比。

此外,此满量程模拟输出的精度取决于输入位的电压电平,对于“0”始终为0V,对于“1”始终为5V,以及用于输入的电阻值的精度电阻器, Rin

幸运的是,为了克服这些错误,至少就我们而言,商用数字模拟和模拟数字设备随时可用于高精度电阻梯已经内置的网络。

在下一个关于运算放大器的教程中,当信号电压连接到反相输入端时,我们将检查输出电压 Vout 的影响。非反相输入同时产生另一种常见类型的操作称为差分放大器的放大器电路,可用于“减去”其输入端的电压。

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