加减运算电路_反相加法运算电路_同相加法运算电路_减法运算电路

1、反相加法运算电路

加法运算电路能实现多个模拟量的求和运算。图1所示为一个3个输入信号的反相加法运算电路。

图1 反相加法运算电路

根据“虚短路”和“虚断路”的原则，u_p=u_n=0。

节点N的电流方程为

(1)

(2)

对上式整理得

(3)

当R_I1=R_I2=R_I3=R₁时

(4)

当当R_I1=R_I2=R_I3=R_F时

(5)

平衡电阻R₂=R_I1//R_I2//R_I3//R_F

2、同相加法运算电路

加法运算电路也可以采用同相输入的方式，图2是一个两个输入信号的同相加法运算电路。

图2 同相加法运算电路

根据“虚断路”的原则，i_I=i_F，即，整理得

(6)

根据“虚断路”的原则，节点P的电流方程为i₂₁ i₂₂=0，即，整理得

(7)

根据“虚短路”的原则，u_p=u_n。并结合式(6)和式(7)得

(8)

从而

(9)

若R₂₁=R₂₂=R₁=R_F，则u_o=u_i1 u_i2。

为了提高电路的共模抑制比和减小零漂，一般要求R₂₁//R₂₂=R₁//_RF。

3、减法运算电路

减法运算电路如图3所示，同相和反相输入端都有信号输入，则称为差动输入运算电路。

图3 减法运算电路

分析减法运算电路用叠加原理比较简单，图4（a）和图4（b）分别是输入信号u_i1和u_i2单独作用时的电路。

图4 运用叠加原理的减法运算电路

由图4（a）可知，u_i1单独作用时电路为反相比例运算电路，输出电压为

(10)

由图4（b）可知，u_i2单独作用时电路为同相比例运算电路，由于电阻R3的分压作用，使同相输入端电位，所以输出电压为

(11)

因此，u_i1和u_i2同时作用的输出电压为

(12)

当R₁=R₂、R₃=R_F时，。

当R₁=R₂=R₃=R_F时，。