Tricky Circuit

Инвертирующий сумматор

Смешай два сигнала резисторами

Сумматор складывает входные сигналы. Op amp — Operational Amplifier, операционный усилитель: питаемая схема усиливает разность входов. Отрицательная обратная связь возвращает выход на вычитающий вход. Виртуальная земля держится около 0 V благодаря связи, без провода к земле.

Открыть интерактивный опыт

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТОЛ

Меняй настройки схемы, предсказывай показания и проверяй решение задания. Это учебные модели; допущения объяснены в каждом уроке.

Войди, чтобы сохранять прогресс. Прогресс гостя хранится на этом устройстве.

Открыть лабораторию в полном окне

Как это работает

Идеальный усилитель с пределами ±12 V, два входных резистора по 10 kΩ. Ручка усиления задаёт сопротивление обратной связи. Шум, частотные пределы, нагрузка и погрешность резисторов не моделируются.

V1 и V2 — входные напряжения. Каждое создаёт ток через свой резистор. Токи складываются в резисторе обратной связи Rf. Модуль усиления g = Rf/10 kΩ; Vout меняет знак суммы.

Сложность

  1. Собери · Наблюдай

    Включи V1 = 1 V, V2 = 1 V и g = 1. Получи −2 V.

    Нужна подсказка?

    V1=1 V; V2=1 V; g=1 → −2 V

  2. Исследуй · Исследуй

    Поставь V1 = 1 V, V2 = 2 V и g = 2. Получи −6 V.

    Нужна подсказка?

    V1=1 V; V2=2 V; g=2 → −6 V

  3. Реши сам · Реши

    Оставь V1 = 1 V, V2 = 2 V и поставь g = 3. Получи −9 V.

    Нужна подсказка?

    V1=1 V; V2=2 V; g=3 → −9 V

Дополнительные материалы и карточки схем

Инвертирующий сумматор

Звуковой микшер объединяет каналы, не соединяя их источники напрямую. Два постоянных напряжения позволяют рассмотреть то же сложение без звуковой волны.

Vout = −g × (V1 + V2); g = Rf/Rin

Равные входные резисторы дают источникам одинаковый вес. Общий резистор обратной связи масштабирует оба вклада сразу.

Полезная связь

При одинаковых отношениях сопротивлений выход — сумма с обратным знаком, а не среднее.

За пределами модели

Энергию выхода даёт питание усилителя. Сложение напряжений не создаёт бесплатную мощность.

Ошибка, которой стоит избежать

Виртуальная земля не заменяет вывод земли. Её близость к нулю зависит от исправной линейной обратной связи.

Оба входа 1 V. Усиление меняется с 1 до 2. Выход станет…

  1. −2 V
  2. −4 V
  3. +4 V
Читать дальше

Сумма 2 V; инверсия и усиление два дают −4 V.

Два одинаковых голоса

Поставь по 1 V на входах и усиление 1.

Сумма с обратным знаком — −2 V.

Увеличь смесь

Входы 1 V и 2 V, усиление 2.

Инвертированная сумма станет −6 V.

Попробуй другое изменение

При усилении 1 сравни входы 0 V + 2 V и 1 V + 1 V. Одинаковая сумма даёт один выход −2 V.

ti.com