求和放大器

在本教程中,我们将学习求和放大器,其配置,求和放大器的类型(反相亚博彩票下载和非反相)以及求和放大器的一些应用。

操作放大器的重要应用之一是Subming放大器,否则称为加法器。顾名思义,求和放大器是基于OP-AMP的电路,其中添加了不同电压的多个输入信号。

有关OP-AMP基础知识的信息,请阅读运算放大器基础知识

介绍

电子电路中的许多应用需要将两个或更多个模拟信号添加或组合成单个信号。此类要求的最佳示例之一是音乐录制和广播应用程序。在典型的音乐重新编码设置的情况下,它具有来自多个麦克风的几个输入,但输出是立体声(左右)。

这是Sumping放大器可以方便的地方,因为它将若干输入组合成一个常见信号而没有噪声或干扰。因此,求和放大器也称为电压加法器,因为其输出是在其输入端子处添加存在的电压。

反转求和放大器

最常用的求和放大器是扩展版本的反相放大器配置即,将多个输入应用于运算放大器的反相输入端子,而非反相输入端子连接到地。由于这种配置,电压加速器电路的输出率为180O.关于输入。

求和放大器的一般设计如下电路所示。普通反相放大器电路仅在其反相输入端子处仅具有一个电压/输入。如果如图所示连接到反相输入端子的更多输入电压,则产生的输出将是所施加的所有输入电压的总和,但反转。

求和放大器电路图

在分析上述电路之前,让我们讨论此设置中的一个重要点:虚拟地面的概念。亚博彩票下载由于上述电路的非反相输入连接到地,运算放大器的反相输入端位于虚拟地面。结果,反相输入节点成为用于求和输入电流的理想节点。

求和放大器的电路图如上图所示。代替使用单个输入电阻,所有输入源都具有自己的输入驱动电阻。这样的电路放大了每个输入信号。每个输入的增益由反馈电阻R的比率给出F到相应分支中的输入电阻。

反相求和放大器输出电压计算

让R.1是输入阻抗和v1是第一通道的输入电压。同样,R.2- V.2第二频道,r3.- V.3.对于第三频道等等到rN.- V.N.对于N.TH.渠道。

已经说过,求和放大器基本上是反相放大器的反相放大器,反相输入端子处具有多于一个电压。每个通道的输出电压都可以单独计算,最终输出电压将是所有单个输出的总和。

为了计算特定通道的输出电压,我们必须接地所有剩余通道并使用每个通道的基本反相放大器输出电压公式。

如果除了第一个通道之外的所有通道接地,则由以下内容输出第一频道:

V.OUT1.= - (rF/ R.1)V.1

在哪里,- (R.F/ R.1是第一通道的电压增益(av1.)。

类似地,如果除了第二通道之外的所有通道接地,则给出第二频道的输出:

V.OUT2.= - (rF/ R.2)V.2

在哪里,- (R.F/ R.2第二频道的电压增益(av2.)。

同样,n的输出TH.频道由以下方式提供:

V.out= - (rF/ R.N.)V.N.

- (R.F/ R.N.是n的电压增益TH.频道(A.VN.)。

输出信号是各个输出的代数总和,或者换句话说,它是所有输入的总和乘以它们各自的增益。

V.出去= V.OUT1.+ V.OUT2.+。。。+ V.out

V.出去= - [(rF/ R.1)V.1+(r.F/ R.2)V.2+。。。+(r.F/ R.N.)V.N.]

V.出去= V.1一种v1.+ V.2一种v2.+。。。+ V.N.一种VN.

在求和放大器中,如果输入电阻不等于,则电路称为缩放求放大器。但是,如果所有输入电阻被选择为相等的幅度,则据说求和放大器具有相等加权的配置,其中每个输入通道的增益是相同的。

有时,有必要只添加输入电压而不放大它们。在这种情况下,输入电阻r的值1,R.2,R.3.等必须选择等于反馈电阻器R的F。结果,放大器的增益将是统一的。因此,输出电压将增加输入电压。

从理论上讲,我们可以根据需要将尽可能多的输入信号应用于求和放大器的输入。但是,必须注意,添加所有输入电流,然后通过电阻器r反馈F,所以我们应该了解电阻器的功率等级。

非反相求和放大器

也可以使用非反相求和放大器使用非反相放大器运算放大器的配置。这里,将输入电压施加到运算放大器的非反相输入端子,并且通过电压分压器 - 偏置反馈反馈到反相输入端子的一部分输出。

非反相求和放大器的电路如下图所示。为方便起见,以下电路仅包含三个输入,但可以添加更多的输入。

非inv-sum-amp

首先,即使这也是一个求和放大器,计算不像反相求放大器一样直向前向前,因为非反相求和放大器中的虚拟地面求和节点没有任何优点。

非反相求和放大器输出电压计算

要了解非反相求和放大器的工作,我们必须将电路分为两部分:

  • 输入电阻/源部分
  • 非反相放大器部分

如果V.是所有输入信号的组合,那么这在运算放大器的非反相终端处应用。从上述电路,我们可以使用V的非反相放大器的输出电压计算作为输入和rF和R.一世作为反馈分频器电阻如下:

V.出去= V.(1 +(rF/ R.一世)))

随着输出电压的设计,我们必须确定v的值。如果V.1,V.2和V.3.是三个主要输入来源和r1,R.2和R.3.是它们的输入抗性,然后是vIn1,V.In2.和V.In3.当其他相应的通道接地时是各个信道的输入。所以,

V.= V.In1+ V.In2.+ V.In3.

随着虚拟地面的概念在此处不适用,所有通道都将对其他频道产生影响。让我们计算V.In1v的一部分并且通过简单的数学,我们可以容易地推导出其他两个值i.e.,vIn2.和V.In3.

来到V.In1,当V.2和V.3.接地地,它们的相应电阻不能被忽略,如形成分压器网络。所以,

V.In1= V.1[(R.2||R.3./(r1+(r.2||R.3.))]

同样,我们可以计算其他两个值vIn2.和V.In3.作为

V.In2.= V.2[(R.1||R.3./(r2+(r.1||R.3.))]

V.In3.= V.3.[(R.1||R.2/(r3.+(r.1||R.2))]

所以,

V.= V.In1+ V.In2.+ V.In3.

V.= V.1[(R.2||R.3./(r1+(r.2||R.3.)))] + v2[(R.1||R.3./(r2+(r.1||R.3.)))] + v3.[(R.1||R.2/(r3.+(r.1||R.2))]

最后,我们可以计算输出电压V出去作为

V.出去= V.(1 +(rF/ R.一世)))

V.出去=(1 +(rF/ R.一世))){v1[(R.2||R.3./(r1+(r.2||R.3.)))] + v2[(R.1||R.3./(r2+(r.1||R.3.)))] + v3.[(R.1||R.2/(r3.+(r.1||R.2)))]}

如果我们考虑所有电阻具有相同值的特殊相等加权条件,则输出电压为:

V.出去=(1 +(rF/ R.一世))((v1+ V.2+ V.3.)/ 3)

通过首先设计非反相放大器以具有所需的电压增益,实现非反相汇总电路的设计。然后选择输入电阻尽可能大,以适应所用的OP-AMP的类型。

电压加法器示例

三个音频信号驱动求和放大器,如以下电路所示。什么是输出电压?

3.求和放大器示例

可以计算每个通道的闭环电压增益:

一种cl1.= - (rF/ R.1)= - (100kΩ/20kΩ)= - 5

一种CL2.= - (rF/ R.2)= - (100kΩ/10kΩ)=> ACL2 = - 10

一种CL3.= - (rF/ R.3.)= - (100kΩ/50kΩ)=> ACL3 = - 2

求和放大器的输出电压给出,

V.出去=(A.cl1.V.1+ A.CL2.V.1+ A.CL3.V.1

= - [(5 * 100 mV)+(10 * 200 mV)+(2 * 300 mV)]

= - (0.5 V + 2 V + 0.6 V)

V.出去= - 3.1 v

求和放大器应用程序

音频混音器

当需要添加或组合两个或更多个信号时,求和放大器是一种有用的电路,如音频混合应用中。不同乐器的声音可以使用换能器转换为特定电压电平,并将作为输入到求和放大器的输入。

这些不同的信号源将由求和放大器组合在一起,并且将组合信号发送到音频放大器。作为音频混频器的求放大器的示例电路图如下图所示。

5.求和放大器音频混音器

求和放大器可以用作多声道音频混频器,用于多个音频通道。不会发生干扰(从一个通道到另一个通道的反馈),因为每个信号通过电阻施加,其另一端连接到接地端子。

数字到模拟转换器(DAC)

数字到模拟转换器(DAC)将应用于其输入的二进制数据转换为等同的模拟电压值。实时工业控制应用通常使用微型计算机。这些微型计算机输出数字数据需要转换为模拟电压以驱动电动机,继电器,执行器等。

最简单的数字到模拟转换器电路使用求和放大器和加权电阻网络。使用求放大器的典型4位DAC电路如下图所示。

4.使用SUMPING放大器对anlog转换器的特点

上述求和放大器的输入是二进制数据Q一种,问:B.,问:C问:D.,这通常为5 V表示逻辑1和0 V表示逻辑0。

如果选择每个分支中的输入电阻,使得每个输入电阻器的值是在先前输入分支中的电阻器的加倍的加倍,则输入的数字逻辑电压将产生输出,该输出是输入的加权和施加的电压。

这种数字到模拟转换器电路的准确性受到所用电阻值的精度的限制以及表示逻辑电平的变化。

水平换档

求和放大器的另一个重要应用是换档器。2输入求和放大器可以充当电平移位器,其中一个输入是AC信号,第二输入是直流信号。

AC信号将由输入直流信号偏移。这种电平移位器的主要应用之一是用于DC偏移控制的信号发生器。

结论

完整的初学者关于求和放大器或以其他方式称为加法器电路的教程。您学习了求和放大器,反相和非反相求和放大器,输出电压计算,示例电路和一些重要应用的基础知识。

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