Пассивный усреднитель и суммирующие схемы на ОУ: от усреднения к сложению
Когда три одинаковых резистора соединены общим узлом, каждый запитан от своего источника напряжения, потенциал этого узла равен арифметическому среднему трёх входов. Эта простая схема — классический пассивный усреднитель, прямое применение теоремы Миллмана, предсказывающей напряжение узла при множестве источников через индивидуальные сопротивления.
Так как резисторы равны, формула Миллмана сводится к простому среднему:
Интеграция этого усреднителя с неинвертирующим ОУ, имеющим усиление 3, превращает усреднение в настоящее сложение. Делитель обратной связи ОУ (2 кОм / 1 кОм) задаёт усиление, а усреднённый вход, умноженный на это усиление, даёт на выходе сумму трёх входных напряжений.
В инвертирующей конфигурации тот же пассивный усреднитель становится частью обратной связи. Виртуальная земля ОУ зажимает все входные токи к нулю вольт, но токи через равные резисторы всё равно складываются алгебраически. Результат — отрицательная сумма входов, реализующая инвертирующий сумматор.
Эти сумматорные (аддитивные) схемы фундаментальны в аналоговых вычислениях, обеспечивая точное суммирование сигналов с минимальным числом деталей благодаря высокому дифференциальному усилению ОУ.
Обзор:
- Сумматор складывает несколько аналоговых напряжений. Две основные реализации на ОУ — неинвертирующая и инвертирующая.
Связанный лист работы:
- Лист работы по сумматорным и вычитающим схемам на ОУ
Промышленные технологии
- Чувствительный детектор напряжения: сборка высокочувствительного аудио-детектора сигналов
- Основные уравнения и законы цепей постоянного тока для инженеров
- Проверенные нетлисты SPICE и примеры схем
- Двоичные сигналы и логические элементы: основы цифровой электроники
- Разрешающие и блокирующие цепи в промышленных системах управления
- Понимание дифференцирующих и интегрирующих схем на ОУ
- Схемы блоков питания: типы, принципы проектирования и характеристики
- Понимание мощности в электрических цепях: измерение и значение
- Цепи переменного тока с катушкой индуктивности: реактивность, сдвиг фаз и мощность
- Цепи переменного тока с конденсаторами: ёмкостная реактивность, сдвиг фаз и поведение мощности