求和运算电路的设计与实现

用集成运放实现求和运算，即电路的输出信号为多个模拟输入信号的和。求和运算电路在电子测量和控制系统中经常被采用。

求和运算电路有反相求和运算电路、同相求和运算电路和代数求和运算电路等几种。

1.反相求和电路

反相求和电路如图5.12所示。图中有两个输入信号ui1、ui2（实际应用中可以根据需要增减输入信号的数量），分别经电阻R1、R2加在反相输入端；为使运放工作在线性区，Rf引入深度电压并联负反馈；R′为平衡电阻，R′＝R1∥R2∥Rf。

对电路的反相输入端，根据“虚短”“虚断”可得输出电压与输入电压关系：

可见，电路输出电压uo为输入电压ui1、ui2相加所得结果，即电路可以实现求和运算。

例题5－2　假设一个控制系统中的温度、压力等物理量经传感器后分别转换成为模拟电压ui1、ui2，设计一个运算电路，使电路输出电压与ui1、ui2之间关系为uo＝－3ui1－10ui2。

解　采用图5.12所示的反相求和电路，将给定关系式与式（5－10）比较，可得

为了避免电路中的电阻值过大或过小，可先选Rf＝150kΩ，则

R1＝50kΩ，　R2＝15kΩ(www.xing528.com)

R′＝Rf∥R1∥R2＝10.7kΩ

为保证精度，以上电阻应选用精密电阻。

2.同相求和电路

为实现同相求和，可以将各输入电压加在运放的同相输入端，为使运放工作在线性状态，电阻支路Rf引入深度电压串联负反馈，如图5.13所示。

图5.12　反相求和电路

图5.13　同相求和电路

由“虚断”“虚短”可得输出电压为

式中，。

可见，该电路能够实现同相求和运算。由于该电路估算和调试过程比较麻烦，实际工作中不如反相求和电路应用广泛。