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有的时候在电路设计中,需要用到加法器,比如两个采样电流需要相加得到一个独立的采样信号,那么通过运放就很容易实现。本文简要说明一下加法器的运放实现。
图1 加法器的运放实现
如图1所示,运放接成一个反相放大的形式,和普通反相放大形式不同的是,它在反相输入端增加了多个输入信号,这里是增加了2个,共三个输入信号。
通过理想运放的基本特性,假设VREF为接地。那么,我们可以计算其输入和输出关系为如下表达式。
图2 加法器的运放计算表达式
从图2计算表达式来看,如果RG1,RG2,RG3,RF2取值为相同的电阻,则得到的关系就是V1+V2+V3=-Vout,这就实现了三个输入电压的加法关系。由于这里是反相输入形式,所以输出和输入之间有一个负号。
图3 改变反相放大加法器的输出极性
如果希望输出的加法信号,和输入的信号的极性相同,那么通过在输出信号基础上,再增加一级反相比例放大电路即可,如图3所示,这里我们不做详细计算,仅做示意,有兴趣可以亲自推导。当反馈电阻RF5和输入电阻RG5相同时,则加法器输出电压极性在经过第二级电路后仅仅做了第二次反相,所以会在最终的输出信号VOUT上得到和输入信号一样极性的输出信号。
这里需要说明一下,图1所示的为反相放大加法电路,由于当VREF为0时,各个反相输入信号,V1,V2,V3均为通过反相端接地,那么,不同的反相输入信号就不会生相互干扰,因此输出精度会高一些。而与之相反的,同相放大电路对应的加法器,由于反相端电压不是地,因此不同输入间信号会发生串扰,影响输出精度,这里我们不做介绍。
总结,本文简要介绍反相放大电路的加法器电路形式,同时提及同相放大电路的加法器的缺点。