Суммирование и вычитание сигналов

Вычитание двух сигналов осуществляет схема, приведенная на рис. 4.4. Схема суммирования двух сигналов с последующим инвертированием показана на рис. 4.7.

Каждый сигнал суммируется со своим коэффициентом, определяемым отношением сопротивления обратной связи к сопротивлению на соответствующем входе. Выходной сигнал равен.

Рис. 4.7. Схема суммирования с инвертированием.

Рис. 4.8. Схема суммирования с инвертированием.

Суммирование сигналов допустимо только на инвертирующем входе, поскольку при суммировании на обычном входе сигналы оказывают взаимное влияние, а расчетные соотношения, учитывающие выходное сопротивление предыдущих каскадов, громоздки. Применение сочетания схем, представленных на рис. 4.4 и 4.7, позволяет получить алгебраическую сумму произвольного количества сигналов путем инвертирующего суммирования и вычитания всего лишь на двух ОУ (рис. 4.8).

Выходной сигнал равен.

Согласование усилителей с нагрузкой

Увеличение выходного тока обычно осуществляется подключением к ОУ повторителя напряжения. ОС может охватывать и оконечный каскад, если соблюдены условия устойчивости усилителя.

В высокочастотных схемах и при работе на кабель необходимо широкополосное согласование выходного импеданса усилителей с входным импедансом нагрузки. В низкочастотных схемах достаточно, чтобы выходное сопротивление каждого усилителя было много меньше эквивалента всех его нагрузок. Выходное сопротивление ОУ в области НЧ можно считать нулевым в сравнении с нагрузкой 2 кОм. При передаче сигналов между удаленными узлами этого условия может оказаться недостаточно. Простейшее согласование состоит во включении на стороне источника сигнала сопротивления, равного волновому сопротивлению кабеля (обычно 50 Ом) последовательно с кабелем. На стороне приемника должно быть обеспечено входное сопротивление, равное этой же величине, но в низкочастотных схемах с коротким кабелем этого не делают, чтобы не терять половину мощности сигнала в передающем тракте.

В высокочастотных схемах разумно средний уровень передаваемого сигнала задать диапазоном 0,3—1,5 В. Увеличение сигнала приводит к заметной потере мощности, а при его уменьшении наводки на кабель соизмеримы с сигналом, что снижает отношение сигнал/шум.

Если выходной каскад — источник напряжения, он не допускает слишком малого сопротивления нагрузки (короткого замыкания, КЗ), а если он источник тока, то не допускает включения без расчетной нагрузки (холостой ход, XX), которое приводит к сгоранию выходного каскада.

Иногда серийные устройства и микросхемы снабжены схемами защиты от КЗ. Высоковольтные усилители часто характеризуются высоким выходным сопротивлением. Подключение к таким усилителям емкостной нагрузки снижает их полосу частот, скорость нарастания выходного сигнала, может вызвать дополнительные резонансы и спады АЧХ и даже привести к возбуждению усилителя. Для предотвращения этого необходимо снижать их выходное сопротивление по ВЧ.