分析了比例系數(shù)與平衡電阻、反饋電阻的關系。目的是探索比例系數(shù)任意取值時加減法運算電路構成形式的變化。

中文名

加減運算電路

外文名

Addition and subtraction circuit

屬性

計算機硬件術語

關系

反饋電阻

特點

反相求和電路

基本簡介

1.?反相求和電路

按照輸入方式的不同，加法運算電路可以分為反相加法器和同相加法器。

（1）反相加法運算電路。反相加法運算電路如圖1所示，利用這個電路可以實現(xiàn)3個輸入信號之間的求和運算。

圖9-5 反相求和電路

（2）同相加法運算電路。圖2為同相加法運算電路。顧名思義，將求和輸入信號接在同相輸入端，反饋電阻Rf仍然接在反相輸入端，構成深度負反饋。

圖2 同相求和電路

2．減法運算電路

差動比例運算電路即由單級運放構成的減法器。但由于信號有反相輸入端和同相輸入端，所以也存在調(diào)整不便和共模輸入電壓較大的問題。如圖3所示！

圖3 減法運算電路圖

圖4為兩級運放構成的反相輸入減法電路。電路由第一級的反相器和第二級的加法運算電路級聯(lián)而成。

圖4 反相輸入減法電路

加法運算電路圖原理

加減運算電路

特點

調(diào)節(jié)某一路信號的輸入電阻不影響其他路輸入與輸出的比例關系

2.?同相求和電路

虛短、虛斷

單運放和差電路

雙運放和差電路

加減法運算電路的設計方法

1?任意比例系數(shù)的加減法運算電路

所給出的任意比例系數(shù)的加減法運算電路如圖1所示。其中，

為n個減運算輸入信號，

為m個加

運算輸入信號，

為輸出信號，

為輸入端電阻，

為反饋電阻，

為平衡電阻，

為附加電阻。

運放輸入端電阻的平衡條件為

加減運算電路

加減運算電路

式(5)反映了輸入信號比例系數(shù)與附加電阻、平衡電阻、反饋電阻的關系，表明在滿足電阻平衡的條件下，各加運算輸入信號比例系數(shù)之和與各減運算輸入信號比例系數(shù)之和的差值可以大于l、小于1或等于1，即輸入信號的比例系數(shù)無限定。

根據(jù)輸入信號比例系數(shù)的數(shù)值范圍，加減運算電路還可簡化。

2?比例系數(shù)加減結果特定取值時的電路簡化方案

2．1?各加運算輸入信號比例系數(shù)之和與各減運算輸入信號比例系數(shù)之和的差值大于1的加減運算電路

當各輸入信號的比例系數(shù)關系為

加減運算電路

時，可令式(5)中電阻

，即圖1所示電路中去掉電阻

，由式(5)

中實現(xiàn)大于1的平衡條件。

2．2?各加運算輸入信號比例系數(shù)之和與各減運算輸入信號比例系數(shù)之和的差值小于1的加減運算電路

當各輸入信號的比例系數(shù)關系為

時，可令式(5)中電阻

，即圖1所示電路中去掉電阻R’，由式(5)

中實現(xiàn)小于1的平衡條件。

2．3?各加運算輸入信號比例系數(shù)之和與各減運算輸入信號比例系數(shù)之和的差值等于1的加減運算電路

當各輸入信號的比例系數(shù)關系為

時，可令式(5)中電阻

，

，即圖1所示電路中去掉電阻

及

。3?設計步驟及舉例

3．1?設計步驟

(1)由參與運算的各輸入信號比例系數(shù)加、減的數(shù)值范圍確定電路形式；

(2)由運算關系及平衡條件確定外部各個電阻值。

3．2?設計舉例

例1，試設計實現(xiàn)

運算關系的加減運算電路。

將所要實現(xiàn)的運算關系式與式(4)對比，確定式(4)中各輸入信號的比例系數(shù)為

因，確定所設計電路的形式為圖1中去掉電阻

，按三個輸入信號重畫如圖2所示。

選取

，代入各輸入信號的比例系數(shù)表達式中，解出

由式(5)并考慮

，有

代入各輸入信號的比例系數(shù)，有

解出

。

例2，試設計實現(xiàn)

運算關系的加減運算電路。

將所要實現(xiàn)的運算關系式與式(4)對比，確定式(4)中各輸入信號的比例系數(shù)為

加減運算電路

例3，試設計實現(xiàn)

運算關系的加減運算電路。

將所要實現(xiàn)的運算關系式與式(4)對比，確定式(4)中各輸入信號的比例系數(shù)為

確定所設計電路的形式為圖1中去掉電阻

及

，按四個輸入信號重畫如圖4所示。

選取

，代入各輸入信號的比例系數(shù)表達式中，解出