Схема суммирования. 
Основы электроники

Для суммирования нескольких напряжений можно применить ОУ в инвертирующем включении (рис. 2.15, а). Входные напряжения через резисторы R_v …, R_n подаются на инвертирующий вход усилителя (точка А), который в этой схеме является суммирующей точкой. Поскольку эта точка является виртуальным нулем (неинвертирующий вход заземлен, Дt/_BX ~ 0, а входной ток операционного усилителя пренебрежительно мал), то токи, создаваемые входными напряжениями, будут суммироваться и течь через резистор R_oc:

Если все резисторы взять одинаковыми, то.

Если резисторы будут разными, то каждое из входных напряжений будет суммироваться с коэффициентом пропорциональности K_t = R_oc /R;.

Суммирование входных напряжений можно также проводить с любым постоянным смещением. Для этого на один из входов подается постоянное напряжение смещения (рис. 2.15, в).

Рис. 2.15. Схемы суммирования (а), вычитания (б) и сумматора трех напряжений со смещением (в).

Пример 2.3

Рассчитать схему сумматора напряжений на три входа с коэффициентами пропорциональности К_} = 2 для первого, К₂ = 3 для второго и К₃ = 4 для третьего входа и смещением U_CM = 1 В, если источники сигналов имеют внутреннее сопротивление 100 Ом, а коэффициент искажения е не должен быть выше 1%.

Решение. Примем в качестве базовой схему суммирования напряжений со смещением (рис. 2.15, в). Минимальное сопротивление резистора в прямой цепи, обеспечивающее коэффициент искажения 1%, можно рассчитать, исходя из внутреннего сопротивления источника сигнала, которое с сопротивлением R_r образует делитель, уменьшающий напряжение на входе схемы (см. рис. 2.1):

Коэффициент искажения по существу эквивалентен коэффициенту ослабления, рассмотренному в примере 2.1:

Выражая значение /?, через значения R_iiU и е, получим.

Минимальное сопротивление должен иметь резистор, обеспечивающий максимальный коэффициент пропорциональности. В нашем случае это резистор R₃.

Так как К₃ = R_oc / R₃, то R_oc = R₃K₃ = 10 • 4 = 40 кОм.

Сопротивление резисторов Я, и R₂ определяем на основе соответствующих коэффициентов пропорциональности:

В соответствии с рядом предпочтительных номиналов Е24 (см. приложение 3) номиналы резисторов определятся как.

Номинал резистора R₄ определяется в зависимости от источника, обеспечивающего подачу напряжения смещения. Если источник напряжения смещения формирует напряжение, равное 1 В, то номинал резистора R_{ = R_oc = 39 кОм. Если же для этого использовать напряжение питания операционного усилителя, равное 15 В, то резистор i?₄ должен обеспечить уменьшение поданного на него напряжения в 15 раз: = = 1/15. Тогда расчетное сопротивление резистора tf₄ = R_orK_A = 39 • 15 = 585 кОм, а его номинал в соответствии с рядом Е24 составит /?₄ = 560 кОм.

Окончательно коэффициенты пропорциональности составят величины: