Схемы суммирования и усреднения (на ОУ)_511_ССФАУ_ПивинАЭ

1.

Национальный исследовательский
Мордовский государственный университет
им. Н. П. Огарёва
Институт электроники и светотехники
Кафедра электроники и наноэлектроники
Дисциплина
“Схемотехника сложнофункциональных аналоговых устройств”
11.04.04 «Электроника и наноэлектроника»
(магистратура)
«Компьютерные технологии в промышленной электронике»
Курс 1
Семестр 2
Схемы суммирования и усреднения (на ОУ)
Выполнил: Пивин А. Э. магистрант МГУ им. Н. П. Огарёва
Проверил: Сурайкин А. И., кандидат технических наук, доцент кафедры
электроники и наноэлектроники
Саранск 2026 г.

2. Инвертирующий сумматор

- Входные токи
сумматора
- ток обратной связи
сумматора
Схема инвертирующего nвходового сумматора

3. Инвертирующий сумматор

Достоинства:
- простота;
- возможность суммировать сигналы с различными
коэффициентами;
- теоретическая неограниченность слагаемых.
Недостатки:
- сумма получается проинвертированной;
- для различных сигналов входные сопротивления различны;
- количество слагаемых определяется нагрузочной
способностью ОУ:
IвыхОУ = IОС + IН

4. Инвертирующий сумматор

5. Инвертирующий сумматор

6. Инвертирующий сумматор

7. Неинвертирующий сумматор

Схема неинвертирующего
n-входового сумматора

8. Неинвертирующий сумматор

Достоинства:
- относительно большое входное сопротивление, но токи
- отдельных сигналов не нормируются;
Недостатки:
- схема позволяет суммировать сигналы с одинаковыми весовыми
коэффициентами.
В стандартной схеме все входные резисторы (R1, R2, ..., Rn)
соединяются вместе в одной точке на неинвертирующем входе ОУ. Из-за
этого резисторы образуют сложный делитель, и изменение напряжения на
одном входе влияет на эффективный коэффициент усиления для всех
остальных. Чтобы это влияние было минимальным, часто требуется, чтобы
все входные сопротивления (R1, R2, ...) были одинаковыми, что и дает
одинаковые весовые коэффициенты.

9. Неинвертирующий сумматор

10. Неинвертирующий сумматор

11. Неинвертирующий сумматор

12. Неинвертирующий сумматор

Так как схема построена на базе неинвертирующего
усилителя:
Неинвертирующий 3-х
входовый сумматор

13. Неинвертирующий сумматор

Эта схема свободна от недостатка взаимного влияния каналов (в отличие от базового
неинвертирующего сумматора без R₄)

14. Неинвертирующий сумматор

15. Неинвертирующий сумматор

16. Схема усреднителя (частный случай сумматора)

Аналогична инвертирующему сумматору, но с особым соотношением
резисторов: Rос=R/n, где n – число входов.

17. Схема усреднителя (частный случай сумматора)

В инвертирующем сумматоре:
Чтобы получить:
Тогда требуемое:
При 10кОм:

18. Схема усреднителя (частный случай сумматора)

19. Схема усреднителя (частный случай сумматора)

20. Заключение

При проектировании аналоговых узлов на ОУ, помимо базовых параметров самого
усилителя (коэффициент усиления KU, напряжение смещения VOS, полоса пропускания), ключевыми
параметрами самой схемы являются:
- Входное сопротивление (RВХ): Определяется номиналами входных резисторов R1, R2 и
т.д.), так как инвертирующий вход ОУ находится под «виртуальным нулем». Из-за этого схема
может нагружать источники входного сигнала.
- Выходное сопротивление (RВЫХ): Стремится к нулю благодаря глубокой отрицательной
обратной связи (ООС) — обычно доли Ома. Схема позволяет подключать низкоомную нагрузку без
падения коэффициента передачи.
- Точность масштабных коэффициентов: Зависит исключительно от класса точности
используемых резисторов. Применение резисторов с допуском 0,1% или 0,01% обеспечивает
высокую прецизионность математической операции.

21. Спасибо за внимание!