Сумматоры на операционных усилителях

Теоретическое введение:

На ОУ создаются схемы, предназначенные для выполнения математических операций над входными сигналами (Сложение, вычитание, интегрирование, выделение модуля функции и т.п.). Наиболее распространенными являются суммирующие и интегрирующие схемы на ОУ. Сумматоры могут быть инвертирующими, не инвертирующими или алгебраическими (иначе вычитатели). Схема сумматора на инвертирующем усилителе приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема сумматора на ОУ

Для этой схемы:

Знак минус показывает что наряду с суммированием происходит инвертирование полярности сигналов.

Временную диаграмму сигналов на входе и выходе сумматора, при использовании образцового усилителя смотрите на рисунке 7.1

Рисунок 7.1 - Диаграмма работы сумматора на ОУ

Схема не инвертирующего ОУ, отличается от схемы с инвертирующем тем что сигнал подается на не инвертирующий вход, и обратная связь организуется несколько другим способом. Схема алгебраического сумматора приведена на рисунке 7.2

Рисунок 7.2 - Схема алгебраического сумматора

Рассмотрим его работу методом суперпозиции. Вначале положим U_вх2=0 т.е. закоротим источник U_вх1. Тогда схема сводится к не инвертирующему ОУ, на входе которого включен делитель напряжения с коэффициентом передачи

с учетом того что

имеем

Теперь положим U_вх1=0 (закоротим источник U_вх1). Схема сводится к инвертирующему ОУ, поскольку подключение к прямому входу резисторов R₃ и R₄ не изменяет потенциал на прямом входе идеального ОУ, у которого входной ток мал. Тогда в соответствии с

имеем

В результате воздействия двух сигналов выходное напряжение ОУ

При R₁=R₃, R₂=R₄ получим: