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求和運(yùn)算放大器

出處:維庫電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-03-18 16:16:57 | 708 次閱讀

  在圖 1中,我們看到反相求和放大器的一般電路:

  圖 1:反相求和放大器電路示意圖  在此配置中,N 個(gè)輸入 V 1 ,V 2 ,…,V N通過不同的電阻器 R 1 ,R 2 ,…,R N施加到運(yùn)算放大器的反相輸入。輸出V out通過電阻R F反饋至反相支路,同相輸入端接地。我們可以將米爾曼定理應(yīng)用于 V –以演示該電路的輸出關(guān)系:假設(shè)理想運(yùn)放 i + =i – =0,V + =V – =0,則反相求和放大器的輸出關(guān)系為:

  eq 1:反相求和放大器的輸出公式  值得注意的是,如果我們將所有輸入電阻與反饋電阻均衡,R 1 =R 2 =…=R N =R F ,我們將獲得公式 1的簡(jiǎn)化版本:

  eq 2:具有電阻相等條件的簡(jiǎn)化輸出公式
  在這種情況下,不再對(duì)總和進(jìn)行加權(quán),并且反相求和放大器將輸入負(fù)相加,因?yàn)檩敵鲂盘?hào)相位與輸入相反。
  同相求和放大器  同相求和放大器的配置與反相求和放大器類似。然而,此處的輸入應(yīng)用于非反相輸入,而反相支路通過反饋電阻器 R F連接到運(yùn)算放大器的輸出,并通過電阻器 R G接地。

  圖 2:同相求和放大器電路示意圖  我們可以將米爾曼定理應(yīng)用于V +來演示該電路的輸出關(guān)系:

由于同相配置的電壓增益 V out /V in =V out /V +由1+(R F /R G )給出,因此我們可以得出結(jié)論,同相求和放大器輸出的一般關(guān)系為由方程 3給出:

  eq 3:同相求和放大器的輸出公式  如果我們提出R=R 1 =R 2 =…=R N ,V +的表達(dá)式可以得到極大的簡(jiǎn)化,我們確實(shí)得到:

此外,我們還可以提出(1+R F /R G )=N以獲得輸入電壓的直接和:

  eq 4:具有電阻相等條件的簡(jiǎn)化輸出公式
  通過這兩個(gè)條件,我們可以看到輸出電壓是輸入信號(hào)的直接和,因?yàn)樵摵蜎]有加權(quán)并且不存在相位差。作為本節(jié)的總結(jié),我們可以對(duì)反相和非反相求和配置進(jìn)行一些比較。反相配置的優(yōu)點(diǎn)在于,即使在一般情況下,輸出也可以簡(jiǎn)單地表示為不同電阻器和輸入值的函數(shù)。在非反相配置中,輸出始終與輸入同相,從而省去了使用反相緩沖器來校正信號(hào)的麻煩。此外,同相配置具有高得多的輸入阻抗的特性,這有利于將所需電壓從源(例如麥克風(fēng))正確注入到運(yùn)算放大器的輸入端。然而,我們已經(jīng)看到,只有在電路中所有電阻相等的情況下,輸出電壓才是簡(jiǎn)單的加權(quán)和。
  
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