Суммирующий усилитель

Суммирующий усилитель (сумматор) суммирует сигналы, подаваемые на вход.

Сумматор представляет собой расширение инвертора напряжения путём подключения к инвертирующему входу ОУ дополнительных источников напряжения u₁¼u_m через дополнительные суммирующие резисторы R₁¼R_m (рис. 5.8).

Токи u_K/R_K, протекающие через соответствующие суммирующие резисторы R_К, в суммирующей точке а складываются. Суммарный ток отводится через резистор ОС R₀ и преобразуется в выходное напряжение . (5.10)

Коэффициенты усиления K_k=-R₀/R_k каждого из m входных напряжений не зависят от величины коэффициентов усиления для других входов (от величины суммирующих сопротивлений); не зависят от того, подключены или нет другие входные источники и даже от того, заземлены отключённые входы или же они оставлены открытыми.

Это обусловлено тем, что все входы изолированы друг от друга потенциальным заземлением суммирующей точки.

Полагая, что все входы должны быть заземлены (гальвонически или на частоте сигнала), можно считать, что суммирующие резисторы действуют как параллельная цепь и условие токовой балансировки схемы принимает вид , где символ ′÷ê′ означает параллельное включение данных резисторов.

Выясним влияние количества входов сумматора на величину входной статической погрешности (ВСП) (раздел 4.2.5 в [1]). Рассмотрим, например, первый вход. При увеличении количества входов коэффициент усиления сигнала по этому входу не изменяется, но отношение сигнал-помеха станет более низким, т.к. возрастает уровень ВСП до величины

. (5.11)

Если R₁ = R₂ = ¼ = R_m = R, то из (5.11) следует

. (5.12)

Сравнивая (5.12) с (5.5) при m = 5 и , получим, что при пяти входах потенциально составляющая ВСП сумматора в 3 раза выше, чем в инверторе напряжения (m = 1). Если усиление с ОС высокое, т.е. , то при m = 5 отношение сигнал-помеха в сумматоре примерно в 5 раз ниже, чем в инвертирующем усилителе. Возрастание ВСП с увеличением входов объясняется увеличением проводимости между суммирующей точкой и землёй.