原创 求和放大器或运算放大器加法器电路设计

2022-12-19 17:00 2460 5 5 分类: 工业电子
运算放大器(Opamp) 有很多有趣的应用,我们已经使用运算放大器创建了许多电路。今天我们要研究运算放大器的另一种应用,就是将两个或多个输入电压相加,该电路称为求和放大器或运算放大器加法器。这里我们将使用LM358 运算放大器来演示加法器电路。
所需组件:
LM358 双运算放大器
电阻1KΩ -4Nos
电源(用于运算放大器 +Vcc 和 -Vcc)9 Vdc
两个输入电压源(它们的总和应小于电源电压)
用于测试的数字万用表 DMM
运算放大器(运算放大器):
运算放大器内部基本上有 电压比较 器,它有两个输入,一个是反相输入,第二个是同相输入。当同相输入端 (+) 的电压高于反相输入端 (-) 的电压时,比较器的输出为高电平。如果反相输入端(-)的电压高于同相端(+),则输出为低电平。 运算放大器增益大 ,通常用作 电压放大器。有些运算放大器内部有多个比较器,例如运算放大器 LM358有两个,LM324 有四个, LM741 只有一个比较器。
OpAmp 用于交流和直流放大。运算放大器用于各种应用,如放大、滤波、信号调节、加或减电压等。

运算放大器的理想特性:
Rin = ∞    表示不允许电流流入输入端。
Ro = 0      允许电流从输出端流出
开环增益,(A vo ) = ∞
带宽,(BW)= ∞
失调电压,(V IO)
虽然以上是 Opamp 的理想特性,但它并不是这样的。它允许一些输入电流并且没有无限增益。
运算放大器 LM358:
LM358是一款双路低噪声 运算放大器 ,内部有两个独立的电压比较器。这是一款通用运算放大器,可以配置为多种模式,如比较器、加法器、积分器、放大器、微分器、反相模式、非反相模式等。

反相运算放大器配置

在这里,我们正在使用反相放大器构建加法器电路。因此,为了了解反相运算放大器的求和电路,我们必须首先了解反相运算放大器如何在闭环配置中工作。反相运算放大器的闭环电路非常有用,具有两个最重要的特性,这使得运算放大器可用于各种应用,它们如下:-

在闭环配置中:

1、没有电流流入输入端

2、差分输入电压为零,因为 V1 = V2 = 0(虚拟接地),或者运算放大器试图将两个输入保持在相同的电平或相同的值,即使它的一个端子没有接地。

下面是一个闭环反相运算放大器电路,它是从输出到输入的负反馈。由于这种负反馈,反相输入端的电压变得等于同相输入端的电压,从而形成虚地。

们从反相运算放大器增益公式中得知:

增益 (Av) = Vout / Vin = (Rf / Rin)

是反相加法器电路/求和放大器工作:

反相加法器电路类似于上述反相放大器,输入电压给反相端,同相端接地,但反相加法器电路的不同之处在于它的反相端有多个输入。下面是反相加法器电路,在反相输入端有两个输入。

在电路中,同相端接地,如闭环配置所示,B点的电压与 A 点的电压相同,均为 0V。因此电流I1和I2将流入电阻Rf(较高电位)而不是流入运算放大器的反相端(较低电位)。获得的输出电压将是输入的总和,并且本质上是负的,因为输入应用于非反相端子。

这是使用 LM358 的 Opamp 加法器电路的实际实现。我们为两个输入电压使用了两个独立的电池(≈4 Vdc 和≈2.6 Vdc),您可以在下图中的万用表中看到两个输入电压(6.89v)的总和.

反相运算放大器加法器电路分析:

反相放大器的增益方程为:

Vout = (Rf/R) Vin

将KCL应用于电路:

I1 + I2 = If

(V1-0/R1) + (V2-0/R2) = (0-Vo/Rf)

(V1/R1) + (V2/R2) = - Vo/Rf

 Vo= - Rf * { (V1/R1) + (V2/R2) } ………… 公式-1 

Vo= - { (RfV1/R1) + (RfV2/R2) },

如果有 n 个输入,则

Vo= - Rf * { (V1/R1) + (V2/R2) +…………..+(V2/Rn) }  

让我们考虑 R1=R2=Rf=R

Vo=-(V1+V2);当R1=R2=Rf=R   

Vo= - (V1+ V2……+Vn);(对于 n 个输入)

这称为单位增益反相加法器

如果 R1=R2=R≠Rf 那么

Vo=-(Rf/R)(V1+V2);

Vo=- (Rf/R)(V1+V2……+Vn);(对于 n 个输入)

因此,在运算放大器加法器中,输出电压与输入电压之和成正比。

因此,这就是如何将具有多个输入的闭环配置的反相 运算放大器用作加法器或求和放大器电路。同样,我们可以使用非反相运算放大器构建运算放大器加法器。

本文由IC先生www.mrchip.cn编辑整理,请勿转载。

作者: 080103218, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3924187.html

版权声明:本文为博主原创,未经本人允许,禁止转载!

PARTNER CONTENT

文章评论0条评论)

登录后参与讨论
EE直播间
更多
我要评论
0
5
关闭 站长推荐上一条 /1 下一条