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Average 和 Summer Circuits

如果我们取三个相等的电阻器并将每个电阻器的一端连接到一个公共点,然后施加三个输入电压(一个连接到每个电阻器的自由端),在公共点看到的电压将是数学平均值 三个。

这个电路其实无非是米尔曼定理的一个实际应用:


该电路俗称​​无源平均器 ,因为它会产生一个带有非放大组件的平均电压。 被动 只是意味着它是一个未放大的电路。平均器电路右侧的大方程来自米尔曼定理,该定理描述了通过单个电阻连接在一起的多个电压源产生的电压。由于平均器电路中的三个电阻彼此相等,我们可以通过将 R1、R2 和 R3 简单地写为 R(一个,相等的电阻而不是三个单独的电阻)来简化 Millman 公式:

如果我们采用无源平均器并将三个输入电压连接到增益为 3 的运算放大器电路中,我们可以将这个平均 函数变成一个加法 功能。结果被称为非反相夏季 电路:

使用由 2 kΩ / 1 kΩ 组合组成的分压器,同相放大器电路的电压增益为 3。通过从无源平均器获取电压,即 V1、V2 和 V3 的总和除以3,然后将该平均值乘以 3,我们得出的输出电压等于 sum V1、V2、V3:

使用一个无源平均器作为分压器反馈电路的一部分,反相运算放大器也可以做到这一点。结果被称为反转夏天 电路:

现在,三个平均电阻的右侧连接到运算放大器反相输入的虚拟接地点,米尔曼定理不再像以前那样直接适用。虚拟地电压现在由运算放大器的负反馈保持在 0 伏,而之前它可以自由浮动到 V1、V2 和 V3 的平均值。然而,由于所有电阻值彼此相等,通过三个电阻器中的每一个的电流将与它们各自的输入电压成正比。由于这三个电流将在虚拟接地节点相加,因此通过反馈电阻器的这些电流的代数和将在 Vout 处产生等于 V1 + V2 + V3 的电压,除非极性相反。极性反转使该电路成为反相 夏天:

Summer(加法器)电路在模拟计算机设计中非常有用,就像乘法器和除法器电路一样。同样,运算放大器的极高差分增益使我们能够以最少的组件构建这些有用的电路。

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