Averager and Summer Circuits

Если мы возьмем три одинаковых резистора и подключим один конец каждого к общей точке, а затем подадим три входных напряжения (по одному на каждый из свободных концов резисторов), то напряжение, наблюдаемое в общей точке, будет математическим средним из трех.

Эта схема на самом деле не более чем практическое применение теоремы Миллмана:

Эта схема широко известна как пассивный усреднитель , потому что он генерирует среднее напряжение с компонентами без усиления. Пассивный просто означает, что это схема без усиления. Большое уравнение справа от схемы усреднения происходит из теоремы Миллмана, которая описывает напряжение, создаваемое несколькими источниками напряжения, соединенными вместе через отдельные сопротивления. Поскольку три резистора в цепи усреднителя равны друг другу, мы можем упростить формулу Миллмана, написав R ₁ , R ₂ , и R ₃ просто как R (одно, равное сопротивление вместо трех отдельных сопротивлений):

Если мы возьмем пассивный усреднитель и воспользуемся им для подключения трех входных напряжений к схеме усилителя операционного усилителя с коэффициентом усиления 3, мы сможем изменить это усреднение функция в дополнение функция. Результат называется неинвертирующим летом . цепь:

С делителем напряжения, состоящим из комбинации 2 кОм / 1 кОм, схема неинвертирующего усилителя будет иметь коэффициент усиления по напряжению 3. Взяв напряжение с пассивного усреднителя, которое является суммой V ₁ , V ₂ , и V ₃ делим на 3 и умножаем это среднее на 3, получаем выходное напряжение, равное сумме из V ₁ , V ₂ , и V ₃ :

Примерно то же самое можно сделать с инвертирующим усилителем на операционном усилителе, используя пассивный усреднитель как часть цепи обратной связи делителя напряжения. Результат называется инвертирующим летом . цепь:

Теперь, когда правые части трех усредняющих резисторов подключены к виртуальной точке заземления инвертирующего входа операционного усилителя, теорема Миллмана больше не применяется напрямую, как это было раньше. Напряжение на виртуальной земле теперь поддерживается на уровне 0 вольт отрицательной обратной связью операционного усилителя, тогда как раньше оно могло свободно плавать до среднего значения V ₁ , V ₂ , и V ₃ . Однако, если все резисторы равны друг другу, токи через каждый из трех резисторов будут пропорциональны их соответствующим входным напряжениям. Поскольку эти три тока складываются в виртуальном узле заземления, алгебраическая сумма этих токов через резистор обратной связи даст напряжение на V _out равно V ₁ + V ₂ + V ₃ , кроме обратной полярности. Изменение полярности делает эту схему инвертирующей лето:

Схемы сумматора (сумматора) весьма полезны при проектировании аналоговых компьютеров, как и схемы умножителя и делителя. Опять же, исключительно высокий дифференциальный коэффициент усиления операционного усилителя позволяет нам создавать эти полезные схемы с минимальным количеством компонентов.

ОБЗОР:

• лето Схема - это схема, которая суммирует или складывает вместе несколько аналоговых сигналов напряжения. Существует две основных разновидности летних схем операционных усилителей:неинвертирующие и инвертирующие.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Рабочий лист летних и вычитающих схем операционных усилителей