Сумарно-різницева схема

1. Сумарно-різницева схема, що включає активну схему на операційному підсилювачі з першим та другим входами, комплементарними за ознакою інверсії, при цьому перше джерело вхідної напруги U1 відносно шини нульового потенціалу підключене до першого входу операційного підсилювача, яка відрізняється тим, що додатково здійснене безпосереднє включення другого джерела вхідної напруги U2 між другим входом операційного підсилювача та його виходом. 2. Сумарно-різницева схема за п. 1, яка відрізняється тим, що канал першого джерела вхідної U 2 (19) 1 3 66700 тотою схем повторення з інверсією, чи виконання операцій суми або різниці, що вказує на низькі функціональні можливості прототипу. Технічною задачею винаходу є розширення функціональних можливостей та універсальності за рахунок включення у канал зворотного зв'язку другого джерела напруги, що дозволяє операційним підсилювачем здійснювати перетворення відносно першого джерела у різних комбінаціях суми чи різниці; повторення без інверсії, чи повторення з інверсією сигналу кожного джерела. Вказана задача вирішується таким чином. Сума - різницева схема, що включає активну схему на операційному підсилювачі з першим та другим входами, комплементарними за признаком інверсії, при цьому перше джерело вхідної напруги U1 відносно шини нульового потенціалу підключене до першого входу операційного підсилювача, згідно винаходу, додатково здійснене безпосереднє включення другого джерела вхідної напруги U2 між другим входом операційного підсилювача та його виходом. Особливості варіантів конкретного виконання сума - різницевої схеми складають наступне: Канал першого джерела вхідної напруги, включеного відносно шини нульового потенціалу є не інвертуючим, на відміну від каналу другого джерела вхідної напруги, включеного відносно виходу ОП, який є інвертуючим; За відсутності першої вхідної напруги (U1  0) схема є повторювачем другої вхідної напруги з інверсією знака. За відсутності другої вхідної напруги (U2  0) схема є повторювачем першої вхідної напруги без інверсії знака. Джерела вхідних сигналів підключені в не залежності від признака інвертування входів операційного підсилювача.  4 Протилежне включення кожного з джерел вхідних напруг визначає необхідні знаки у схемах: повторення, суми або різниці двох сигналів. На фіг. 1 представлена принципова схема суми-різниці сигналів. На фіг. 2, фіг. 3 (у порівнянні) наведено результат моделювання при протилежному включенні (переполюсовці) другого джерела напруги, включеного відносно виходу ОП, На фіг. 4, фіг. 5 представлено порівняння попереднього варіанту переполюсовки другого джерела, за умови зміни признаків інвертування входів ОП (інваріантність входів). Сумарно-різницева схема за фіг. 1 включає операційний підсилювач 1 (ОП), перший вхід 2 та другий вхід 3 якого комплементарні за признаком інверсії, тобто можуть використовуватись у порядку " " , чи " " . Перше джерело 4 вхідної напруги U1 з'єднане між шиною 5 нульового потенціалу та першим входом 2 ОП. Друге джерело 6 з напругою U2 включене між виходом 7 операційного підсилювача 1 з напругою U3 та другим його входом 3. Вихід 7 операційного підсилювача 1 є виходом 8 сума-різницевої схеми. Роботу сума-різницевої схеми можна обґрунтувати й описати із застосуванням аналітичного моделювання та класичної теорії функціонування систем перетворення наступним чином. Виходимо з того, що діють два джерела вхідної напруги U1 та U2 на входах 2, 3 операційного підсилювача 1. Враховуємо у розрахунках, що входи ОП використовуються довільно, тобто за розподілом  або  . Вихідна напруга U3 на виході 7 ОП та на виході 8 схеми буде визначена з урахуванням власного коефіцієнта підсилення операційного підсилювача (K оп  ) за основною властивістю ОП:  U3  K ОП   U1  (U3  U2)  K ОП  U1  K ОП  U3  K ОП  U2 , тоді U3 (1  K ОП )  K ОП  U1  K ОП  U2   K ОП  (U1  U2 ) , звідки K ОП 1 U3   (U1  U2 )   (U1  U2 )  (U1  U2 ) , (1  K ОП )  1 за умови методичної похибки перетворення 1   0.  K ОП Очевидно, маємо наступні особливості виконання описаної схеми: 1. Запропоноване рішення здійснює операцію різниці двох сигналів без резисторів на відміну від несиметричного сустрактора - основи прецизійних схем. 2. За умови U1  0 , схема виконує повторення другої вхідної напруги з інверсією знака (аналоги відсутні). 3. За відсутності другої вхідної напруги (U2  0) схема виконує повторення першої вхідної напруги без інверсії знака (відповідає класичному повторювачу напруги - прототипу). 4. Джерело вхідної напруги, включене відносно шини нульового потенціалу, в не залежності від варіантів побудови схеми, у вихідному сигналі враховується без інверсії на відміну від другого джерела вхідної напруги. 5. Протилежне включення кожного з джерел вхідних напруг (переполюсація) призводить до зміни знака його складової у вихідному сигналі, чим розширюється функціональність схеми: з необхідними знаками повторення, суми або різниці. 6. Підключення джерел вхідних сигналів виконується в не залежності від признака інвертування на входах операційного підсилювача. 7. Описані особливості схеми досягаються за відсутності резисторів на інших компонентів, які є джерелами завад та інструментальних похибок. 5 Наведене вказує, що запропонована сумарнорізницева схема, дійсно, забезпечує розширені функціональні можливості, дозволяю Крім того, запропоноване технічне рішення розширює теоре Комп’ютерна верстка М. Ломалова 66700 6 тичні положення й практичні можливості електроніки у схемотехніці побудови пристроїв та вузлів радіоелектронної апаратури. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601