Реализация суммирования и масштабирования


Суммирование аналоговых величин в АВМ осуществляется путем суммирования про­порциональных аналоговым напряжениям аналоговых токов, которые формируются с помощью резисторов. Схема блока суммирования представлена на рис. 4.5.

Общая схема блока суммирования

Рис. 4.5. Общая схема блока суммирования

Все напряжения в схеме формируются относительно общей шины нулевого потенциала. Используя первый закон Кирхгофа для узлов а и б и учитывая равенство напряжений в узлах, получим систему уравнений:

первый закон Кирхгофа для узлов; clip_image006; clip_image008.

Т.к. входные и выходные напряжения и токи в схемах зависят от времени, с целью упрощения записи формул время в обозначениях напряжений и токов будем опускать.

Перегруппируем члены в уравнениях системы:

члены в уравнениях системы; clip_image012; clip_image014.

Выразим напряжение в точке а из последних двух уравнений и подставим полученное выражение в первое уравнение. Это позво­лит определить выходное напряжение схемы:

выходное напряжение схемы, где clip_image018, clip_image020 (*).

Схема выполняет вычитание алгебраических сумм взвешенных входных напряжений. Можно заметить, что при разрыве цепи отрицательной обратной связи, т. е. при clip_image022, коэффициенты передачи по всем входам бесконечно растут (при бесконечно большом коэффициенте усиления ОУ), что приводит к появлению на выходе ОУ предельного значения выходного сигнала, и выходу ОУ из линейного режима. Такой режим работы ОУ обычно не допускается.

Непосредственная подача входного напряжения на инвертирующий вход ОУ также недопустима, поскольку приводит к большим коэффициентам передачи и к выходу ОУ из линейного режима. Это явление наблюдается при уменьшении входного сопротивления на одном из инвертирующих входов суммирующего блока до нуля. Выходное напряжение рассматриваемой схемы могло быть получено из основного уравнения для решающего усилителя (см. Решающий усилитель), если сделать соответствующие подстановки значений проводимостей:

Решающий усилитель; clip_image026; clip_image028; clip_image030; clip_image032; clip_image034.