Инвертирующий и неинвертирующий сумматоры

Инвертирующий сумматор

Неинвертирующий сумматор

Инвертирующий сумматор формирует алгебраическую сумму нескольких напряжений и меняет ее знак на обратный.

Если отдельным входным напряжениям надо придать раз­личные веса, то используется схема суммирования с масштаб­ными коэффициентами. Используется для суммирования сигналов, для цифро-аналогового преобразователя. В сумматоре отсутствует взаимное влияние источников сигналов.

В схеме сумматоров переменным параметром является сопротивление обратной связи R_о.с, которое и определяет коэффициент усиления.

Достоинство инвертирующего сумматора: невлияние источников питания друг на друга, возможность усиления (ослабления) сигнала до необходимого уровня.

Недостатки инвертирующего сумматора: относительно низкое входное сопротивление, которое тем меньше, чем выше необходимый коэффициент усиления.

Используется для суммирования аналоговых сигналов, а также простейших АЦП.

Вычитатель.

Условия, выполнение которых необходимо для правильной работы этой схемы сводятся к тому, чтобы сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы была рав­на сумме коэффициентов усиления ее неинвертирующей части. Другими словами, инвертирующий и неинвертирующий коэф­фициенты усиления должны быть сбалансированы.

Используются для вычитания аналоговых сигналов, в качестве ДУ.

Недостаток: разные входные сопротивления по НИ и И

 

Пассивный сумматор.

Недостатки: взаимное влияние источников сигнала друг на друга;

необходимость согласования уровней.

Активный неинвертирующий сумматор.

Достоинства: позволяет усилить сигнал до необходимого уровня.

Недостаток: влияние источников сигнала друг на друга.

 

Интегратор и дифференциатор. Схемы. Применение.

Интегратор

На основе ОУ можно строить почти идеальные интеграторы на которые не распространяется ограничение Uвых « Uвх. Входной ток Uвх/R протекает через конденсатор С. В связи с тем что инвертирующий вход имеет потенциальное заземление, выходное напряжение определяется следующим образом:

I_вых=I_с; -CdU_вых/dt,

Линейность напряжения и спада выходного напряжения интегратора определяется стабильностью тока заряда и разряда С_{1 .}R₂ для устранения U₀ , которое может быть обусловлено зарядом с токами утечки при отсутствии входного сигнала. Для пилообразного напряжения параллельно   С1 устанавливается эл.ключ, который разряжает С1 в заданный момент времени. Используется в генераторах пилообразного и треугольного напряжения, а также в качестве звена фильтра низких частот 1-го порядка.

Дифференциатор

Дифференциаторы подобны интеграторам, в них только меняются местами резистор R и конденсатор С. Инвертирующий вход ОУ заземлен, поэтому изменение Uвх некоторой скоростью вызывает появление тока I = C(dUвх/dt) а следовательно, и Uвых = - RC(dUвх/dt).

Рис.8.11

а)

б)

Для интегратора и дифференциатора на инвертирующий вход подаются прямоугольные импульсы с выхода симметричного мультивибратора. На рисунке, а приведен электрический аналог и на рисунке,б временные диаграммы, поясняющие принцип дифференцирования и интегрирования в электрических и электронных цепях.

U _вых = - I _ос R _ос

I _ос = C · dU _с / dt

U _с = U _вх

U _вых = - R _ос C · dU _вх / dt

Используется для выделения переднего и заднего фронтов сигнала, а так же в качестве звена ФВЧ первого порядка. Эти схемы обеспечивают линейные нарастание и спад выходных сигналов при прямоугольных сигналах на входе, т.к. заряд и разряд конденсатора осуществляется постоянным током (т.к. U_вх=0). В генераторе разверток.