Сумматор на ОУ

[OrangeBox33]

Сумматор на ОУ

Всем привет!
Объясните пожалуйста, какую роль играет ОУ в сумматоре на ОУ и в чем принципиальная разница между сумматоров на ОУ и сумматоров на резисторах?

Мне нужно сложить 2 аналоговых сигнала: пилу 1Гц и синусоиду 1000Гц.
Начальник говорит мол все делают на ОУ и ты делай:fase:. Но на глаз выходной сигнал выглядит лучше после сумматора на резисторах. И я не уверен, что ОУ может правильно работать на 1Гц (максимальная их частота из мануала ~1Мгц).

И я хочу понять: нормально ли суммировать на резисторах или в этом есть свои минусы и лучше как все делать на ОУ?
Или может быть даже улучшенную схемку подкинете:apl::apl:.

Прикрепил схемы, по которым работаю.

В любом случае спасибо за любую информацию!)

 

[Viewer]

Все зависит от требований к узлу суммирования.
У Вас пока никаких требований.

1. ОУ работают от 0 Гц, т.е. от DC и до предельной частоты, зависящей как от паспортных данных ОУ, так и от требуемого коэффициента усиления.
2. Суммирование на резисторах является менее точным, зависит от соотношения резисторов и сопротивления нагрузки, источники влияют друг на друга, при низкоомной нагрузке будут большие потери в делителе.
3. Суммирование на ОУ является точным ( класс ОУ и резисторов ), взаимовлияние источников минимально при правильном выборе сопротивлений, выход имеет низкое сопротивление, энергия для нагрузки берется от источников питания, а не от источников сигнала.

Определитесь с требованиями, тогда можно ответить точнее.

Для примера:
- нагрузка имеет сопротивление 4 Ом, а Вы используете в сумматоре сопротивления 10 кОм. Какой итоговый уровень сигнала будет на нагрузке?
- с другой стороны, если источниками сигналов у Вас являются усилители мощности, то сопротивления можно сделать низкоомными (например по 1 Ом), но все равно на них будут потери мощности.

 

[OrangeBox33]

Спасибо за ответ.)

Определитесь с требованиями, тогда можно ответить точнее.

Требования такие: сигнал должен быть чистым, без искажений и дополнительных шумов. Выходная мощность не важна, важна форма!

Входные сигналы ~5В и ~0,5В соответственно.

Только что тестил с разными ОУ и выяснил, что на 5В они не могут нормально работать (либо я что-то сделал не так). При уменьшении обоих сигналов в 10 раз, становилось нормально.

 

[Viewer]

Спасибо за ответ.)
Только что тестил с разными ОУ и выяснил, что на 5В они не могут

Термин "тестил" что-либо - предполагает извещение об условиях теста и используемых электрорадиоэлементах.

 

[OrangeBox33]

Термин "тестил" что-либо - предполагает извещение об условиях теста и используемых электрорадиоэлементах.

провел 3 теста. результаты особо не отличались
1. R1=R2=Roc=47кОм
2. R1=R2=47кОм Roc=1МОм
3. R1=R2=Roc=1кОм
R=0, U на входе = 5В во всех тестах
Схема в теме.

На картинке вручную нарисовал выход с сумматора при подключении только одного канала.
Напряжение на ОУ менял от 5 до 15 вольт в зависимости от мануала ОУ.
Названия ОУ не записал.

 

[Viewer]

Названия ОУ не записал.

Так это - главное. ОУ - они разные бывают. Схема питания (одно- двух-полярная) ?

 

[Николай_С]

Только что тестил с разными ОУ и выяснил, что на 5В они не могут нормально работать (либо я что-то сделал не так). При уменьшении обоих сигналов в 10 раз, становилось нормально.

Вот что там могло не получиться? Не понимаю...
Вот схема Вашего устройства:

А вот симуляция его работы. (Смотреть в Хроме.)
Единственный нюанс - я уменьшил частоту синусоиды в 100 раз для наглядности. ОУ - любой современный. Питание ОУ д.б. двухполярным не менее +-5 В.

 

[OrangeBox33]

Так это - главное. ОУ - они разные бывают. Схема питания (одно- двух-полярная) ?

Сегодня, ̶с̶ ̶п̶о̶м̶о̶щ̶ь̶ю̶ ̶м̶о̶л̶и̶т̶в̶ы̶, ушла проблема "обрубания" сигнала на выходе. Но теперь новая проблема: сигнал получается очень искаженным (во вложении примерно нарисовал). Для нашего эксперимента это недопустимо.

Большинство тестов проводил на ОУ УД1208. На других ОУ картина также не чистая.

Все имеющиеся ОУ: AD8041A, AD712, УД25А, УД1208, УД17А, 1407УД1, AD8055, AD711, 544УД2а, 544УД1а, КР1446УД2.
Тут и двухполярные и однополярные. Кстати говоря, только сейчас понял, что не провел ни одного теста с однополярным.((

Номиналы резисторов на которых тестировал: 1кОм, 47кОм, 470кОм, 1МОм.

Что ещё больше удивило помимо искажений - выходной сигнал меньше ~ в 2 раза по амплитуде при одинаковых резисторах!

Отношение Roc/R1 к Uвых согласовывалось с теорией.

Вот какой ещё вопрос: если при складывании на резисторах выходной сигнал на осциллографе просто шикарный, то из этого следует то, что влияние одного сигнала на другой минимально?

 

[Viewer]

"Вы какой-то ерундой занимаетесь" (С) :fase:
P.S.
Чуть позже, покажу схему и результаты.

 

[Viewer]

Схема + переходные процессы на интервалах 1 сек и 50 мсек:

 

[vladka2006]

Я о таком включении операционного усилителя, недавно, читал в книжке "Интегральная электроника в измерениях".

В книжке была приведена схема включения - подобная схеме в сообщении номер 1. Там в разделе было много написано о включении операционного усилителя в режиме "инвертирующего усилителя" о погрешностях в его работе и его применении. Там-же было написано что сопротивления резистора подключенного к не инвертирующему входу операционного усилителя должно максимально приближаться к величине параллельного сопротивления всех резисторов на входах сумматора и резистора обратной связи.

Также в каком-то журнале я читал что подобное включение можно применять в качестве "цифоаналогового преобразователя".

И у меня вот возникает вопрос:
Если делать из такого сумматора цифроаналоговый преобразователь - нужно ли на вход сумматора ставить диоды (в моем представлении для подавления сигнала низкого уровня), а если нужно то как диод будет влиять на входной ток операционного усилителя?

 

[Николай_С]

Я так понял, что диоды должны ограничивать напряжение на входе ОУ?

P.s. На будущее: любой вопрос по электронике должен содержать принципиальную схему (за исключением общеизвестных схем, типа диодный мост, двойной Т-мост, P(Пи)-контур и пр.). Во-первых, мы будем разговаривать предметно, понимая друг друга, а во-вторых, пока сам её рисуешь, поймешь ответ на свой вопрос.

 

[vladka2006]

Я хотел описать такое:

 

[Николай_С]

В данном случае диоды используются как часть логической схемы, не давая течь обратному току через выходы закрытых (логический 0) элементов управления.

P.s. Строго говоря, это уже не сумматор, а ЦАП.

 

[vladka2006]

И в таком случае сумматор, получается, будет работать суммируя только сигналы высокого уровня минус падение напряжения на диоде (Uвых лог1-Uпр д)?

 

[Николай_С]

Типа того...

Только нужно учесть, что при такой схеме включения единица одновременно на двух выходах логики не появляется, а резисторы все разные (чем выше разряд, тем меньше/больше резистор). Т.о. на выходе ОУ формируется напряжение, пропорциональное логическому значению. Так что аналоговым сумматором, с которого начинается данная тема, тут и не пахнет.

 

[vladka2006]

Только нужно учесть, что при такой схеме включения единица одновременно на двух выходах логики не появляется, а резисторы все разные (чем выше разряд, тем меньше/больше резистор).

А почему не появляется (ведь на входах инверторов может быть два нуля)?

А резисторы, я думаю, и должны быть разные чтобы были разные токи (ведь как я понял по книжке суть такой схемы и состоит в том чтобы токи были разные?).

Или, видать, что-то я не так понял?.....

 

[vladka2006]

Я вообще думал что в основе: токи, определяются ветками резисторов, суммируются и вычитается ток определенный резистором обратной связи.
Что-то я запутался....... :star2:

 

[Николай_С]

А почему не появляется (ведь на входах инверторов может быть два нуля)?

В данной схеме - может. Но если говорить о схеме ЦАП, то, обычно, нет. Хотя... Тут всё от конструктора зависит.
В качестве примера приведу две схемы Цифровой вольтметр и Световая шкала, где в ЦАП/АЦП использован полноценный резисторный сумматор.
Только обращаю внимание, никаких диодов в нем нет.

 

[vladka2006]

Я кажется понял. Видать слегка перестарался с диодами, да и тема то не совсем та; получилось тема одна, а я за совсем другое начал. Извиняюсь.