專利名稱：實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路主要有反相求和加法電路和同相求和加法電路。反相求和加法電路其典型原理如圖1所示。在圖1中，Vinl和Vin2為輸入電壓，Rl，R2，R3，Rf為電阻，Vo為輸出電
壓，UlA為集成運(yùn)算放大器，VCC為集成運(yùn)算放大器UlA的正極供電電壓，VSS為集 成運(yùn)算放大器UlA的負(fù)極供電電壓。當(dāng)R = Rl = R2 = Rf時，根據(jù)集成運(yùn)算放大器的工作原理，可以得到如(1)所 示的電壓求和關(guān)系式。Vo = -(Vinl+Vin2) (1)反相求和加法電路電路的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)靈活方便，其次由于虛地，輸入端的共模 電壓小，對運(yùn)放的KCMR要求低，在實(shí)際應(yīng)用中容易實(shí)現(xiàn)，但是傳統(tǒng)反相求和電路需要 雙電源供電，而在設(shè)備只提供單電源輸入的應(yīng)用場合，要得到雙電源，必須使用開關(guān)電 源模塊，一方面是開關(guān)電源模塊體積較大，同時會帶來強(qiáng)烈干擾，需要配套濾波器等附 件，大大增加了研制成本和風(fēng)險。因此，在設(shè)備只提供單電源輸入的應(yīng)用場合，采用反 相求和加法電路實(shí)現(xiàn)電壓求和存在缺陷。同相求和加法電路其典型原理如圖2所示。在圖2 中，Vinl_l 和 Vin2_l 為輸入電壓，Rl_l，R2_l, R3_l, R4_l, Rf_l 為 電阻，Vo_l為輸出電壓，U1A_1為集成運(yùn)算放大器，VCC為集成運(yùn)算放大器U1A_1的 正極供電電壓，在該電路中，集成運(yùn)算放大器U1A_1的負(fù)極接地。V+為集成運(yùn)算放大 器U1A_1的同相輸入端電壓，1+為集成運(yùn)算放大器U1A_1的同相輸入端電流，V-為集 成運(yùn)算放大器U1A_1的反相輸入端電壓，I-為集成運(yùn)算放大器U1A_1的反相輸入端電 流，If為集成運(yùn)算放大器U1A_1的輸出電流，由于Rf_l和R3_l引入的是深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，所以集成運(yùn)算放大器U1A_1 工作在線性區(qū)。對于反相輸入端，由于虛斷，因此根據(jù)集成運(yùn)算放大器的工作原理，可以得到 如(2)，(3)，(4)所示的關(guān)系式。1+ = I- = 0 (2)V+ = V-(3)Vo_l = If(Rf_l+R3_l) = (V_/R3_l) (Rf_l+R3_l)= (V+/R3_l) (Rf_l+R3_l) = (1+Rf_l/R3_l) V+(4)對于同相向輸入端，由于1+ = 0，得[0018](Vinl_l-V+)/Rl_l+(Vin2_l-V+)/R2_l = V+/R， (5)所以V+ = R”(Vinl_l/Rl_l+Vin2_l/R2_l)(6)式中R” =R，//Rl_l//R2_l,將 V+代入 Vo_l 的表達(dá)式，得Vo_l = (1+Rf_l/R3_1)R，，(Vinl_l/Rl_l+Vin2_l/R2_l) (7)從(7)式中可看出，輸出電壓與各輸入電壓為同相求和關(guān)系.因R”與各輸入 回路電阻都有關(guān)聯(lián)，需反復(fù)調(diào)節(jié)各輸入回路的電阻阻值才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。加之不是虛 地，共模電壓較高，因此，同相求和加法電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，對批量生產(chǎn)制造能 力有較高的要求，生產(chǎn)制造投入成本大。而且對集成運(yùn)算放大器的共模電壓指標(biāo)要求較 高，在實(shí)際應(yīng)用時，增加了集成運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)成本。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提供的一種采用單電源即能實(shí)現(xiàn)電壓求 和，同時結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本低的實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路。本實(shí)用新型的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路，其特征在于輸入電壓端Vinl_2經(jīng)過串聯(lián) 電阻Rl_2和電阻R2_2，與電壓跟隨器U1A_2的同相輸入端連接，電壓跟隨器U1A_2的 同相輸入端通過電阻R3_2接地，電壓跟隨器U1A_2的反向輸入端與電壓跟隨器U1A_2 的輸出端連接，電壓跟隨器U1A_2的輸出端經(jīng)過電阻R4_2與電壓求和電路輸出端Vo_2 連接。輸入電壓端Vin2_2經(jīng)過電阻R5_2與電壓跟隨器U1B_2的同相輸入端連接，電壓 跟隨器U1B_2的同相輸入端通過串聯(lián)電阻R6_2和R7_2接地，電壓跟隨器U1B_2的反向 輸入端與電壓跟隨器U1B_2的輸出端連接，電壓跟隨器U1B_2的輸出端經(jīng)過電阻R8_2 與電壓求和電路輸出端Vo_2連接。電壓跟隨器U1A_2和U1B_2的正極與供電電壓VCC 連接，電壓跟隨器U1A_2和U1B_2的負(fù)極接地。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的有益效果，從以上技術(shù)方案可知為 了保證輸出電壓精度，在分壓電路中使用三個電阻，以便得到精確的分壓系數(shù)。調(diào)整 Rl_2，R2_2, R3_2, R5_2, R6_2, R7_2的電阻值，就可以實(shí)現(xiàn)特定分壓比的Vinl_2 和Vin2_2的電壓求和，而且電壓跟隨器對元件電氣參數(shù)的要求較低，選型容易，設(shè)計(jì)成 本不高。本實(shí)用新型采用單電源即實(shí)現(xiàn)了電壓求和，克服了現(xiàn)有技術(shù)中反向求和加法電 路在單電源系統(tǒng)中不能實(shí)現(xiàn)的問題。同時。只是通過調(diào)整電阻Rl_2，R2_2，R3_2， R5_2，R6_2，R7_2的電阻值一次，即可實(shí)現(xiàn)輸入電壓按照不同的分壓進(jìn)行求和，克服了 同相求和加法電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本高的問題。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中反相求和加法電路圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中同相求和加法電路圖；圖3為本實(shí)用新型的電壓求和電路圖。圖中標(biāo)記Vinl和Vin2為輸入電壓，Rl，R2，R3，Rf為電阻，Vo為輸出電壓，UlA為集成運(yùn)算放大器，VCC為集成運(yùn)算放大器UlA的正極供電電壓，VSS為集成運(yùn)算放大器 UlA的負(fù)極供電電壓；Vinl_l 和 Vin2_l 為輸入電壓，Rl_l，R2_l, R3_l, R4_l, Rf_l 為電阻，Vo_l 為輸出電壓，U1A_1為集成運(yùn)算放大器，VCC為集成運(yùn)算放大器U1A_1的正極供電電 壓，V+為集成運(yùn)算放大器U1A_1的同相輸入端電壓，1+為集成運(yùn)算放大器UlA_1的同 相輸入端電流，V-為集成運(yùn)算放大器U1A_1的反相輸入端電壓，I-為集成運(yùn)算放大器 U1A_1的反相輸入端電流，If為集成運(yùn)算放大器U1A_1的輸出電流；Vinl_2為輸入電壓端，Rl_2，R2_2, R3_2為電阻，Vol為輸出電壓，Vin2_2 為輸入電壓端，R5_2，R6_2, R7_2為電阻，Vo2為輸出電壓，R4_2，R8_2為電阻， U1A_2和U1B_2為電壓跟隨器，Voll為Vol經(jīng)過電壓跟隨器U1A_2后在電壓跟隨器 U1A_2輸出端的輸出電壓，Vo22為Vo2經(jīng)過電壓跟隨器U1B_2后電壓跟隨器U1B_2輸 出端的輸出電壓，Vo_2為電壓求和電路輸出端的輸出電壓，VCC為電壓跟隨器111八_2和 U1B_2的正極供電電壓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下如圖3所示，實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路，輸入電壓端Vinl_2經(jīng)過串聯(lián)電阻Rl_2和電 阻R2_2，與電壓跟隨器U1A_2的同相輸入端連接，電壓跟隨器U1A_2的同相輸入端通過 電阻R3_2接地，電壓跟隨器U1A_2的反向輸入端與電壓跟隨器U1A_2的輸出端連接， 電壓跟隨器U1A_2的輸出端經(jīng)過電阻R4_2與電壓求和電路輸出端Vo_2連接。輸入電壓 端Vin2_2經(jīng)過電阻R5_2與電壓跟隨器U1B_2的同相輸入端連接，電壓跟隨器U1B_2的 同相輸入端通過串聯(lián)電阻R6_2和R7_2接地，電壓跟隨器U1B_2的反向輸入端與電壓跟 隨器U1B_2的輸出端連接，電壓跟隨器U1B_2的輸出端經(jīng)過電阻R8_2與電壓求和電路 輸出端Vo_2連接。電壓跟隨器U1A_2和U1B_2的正極與供電電壓VCC連接，電壓跟 隨器U1A_2和U1B_2的負(fù)極接地。其中Vol為輸出電壓，Vin2為輸入電壓端，Vo2為輸出電壓，U1A_2和U1B_2 為電壓跟隨器，Voll為Vol經(jīng)過電壓跟隨器U1A_2后在電壓跟隨器U1A_2輸出端的輸 出電壓，Vo22為Vo2經(jīng)過電壓跟隨器U1B_2后電壓跟隨器U1B_2輸出端的輸出電壓， Vo_2為電壓求和電路輸出端的輸出電壓，VCC為電壓跟隨器U1A_2和U1B_2的正極供
電電壓。在圖3中，根據(jù)歐姆定律，可得到如下的關(guān)系式，Vol = Vinl_2*R3_2/(Rl_2+R2_2+R3_2)(15)可以調(diào)節(jié)Rl_2，R2_2，R3_2電阻數(shù)值，從而得到符合設(shè)計(jì)要求的輸入電壓 Vin 1_2和輸出電壓Vol的電壓比。在圖3中，根據(jù)歐姆定律，可得到如下的關(guān)系式，Vo2 = Vin2_2*(R6_2+R7_2)/(R5_2+R6_2+R7_2) (16)可以調(diào)節(jié)R5_2，R6_2，R7_2電阻數(shù)值，從而得到符合設(shè)計(jì)要求的輸入電壓 Vin2_2和輸出電壓Vo2的電壓比。[0044]在圖3中，根據(jù)電壓跟隨器U1A_2和U1B_2的工作原理，可以得到如下關(guān)系 式Voll=Vol(17)Vo22 = Vo2(18)在圖3中，當(dāng)R4_2 = R8_2時，可以得到如下關(guān)系式Vo_2 = (Voll+Vo22)/2(19)將式(17)，(18)代入式(19)，可得到如下關(guān)系式Vo_2 = (Vol+Vo2)/2(20)將關(guān)系式(15)，(16)，代入(20)，可得到如下關(guān)系式Vo_2 = [Vinl_2*R3_2/(Rl_2+R2_2+R3_2)+Vin2_2* (R6_2+R7_2) / (R5_2+R6_2+R7_2) ]/2 (21)由關(guān)系式(21)可知，Vinl_2與Vin2_2經(jīng)過圖3所示的電路之后，實(shí)現(xiàn)了電壓 的求和。為了保證輸出電壓精度，在分壓電路中使用3個電阻，以便得到精確的分壓系 數(shù)。調(diào)整Rl_2，R2_2, R3_2, R5_2, R6_2, R7_2的電阻值，就可以實(shí)現(xiàn)特定分壓比 的Vinl_2和Vin2_2的電壓求和，而且電壓跟隨器對元件電氣參數(shù)的要求較低，選型容 易，設(shè)計(jì)成本不高。本實(shí)用新型采用單電源即實(shí)現(xiàn)了電壓求和，克服了現(xiàn)有技術(shù)中反向 求和加法電路在單電源系統(tǒng)中不能實(shí)現(xiàn)的問題。同時。只是通過調(diào)整電阻Rl_2，R2_2， R3_2，R5_2，R6_2，R7_2的電阻值一次，即可實(shí)現(xiàn)輸入電壓按照不同的分壓進(jìn)行求 和，克服了同相求和加法電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本高的問題。本實(shí)用新型所述并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù) 本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出其它的實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型的技術(shù)創(chuàng)新范圍。顯 然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精 神和范圍。
權(quán)利要求1. 一種實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路，其特征在于輸入電壓端(Vinl_2)經(jīng)過串聯(lián)電 阻(Rl_2)和電阻(R2_2)，與電壓跟隨器(U1A_2)的同相輸入端連接，電壓跟隨器 (U1A_2)的同相輸入端通過電阻(R3_2)接地，電壓跟隨器(U1A_2)的反向輸入端與電 壓跟隨器(U1A_2)的輸出端連接，電壓跟隨器(U1A_2)的輸出端經(jīng)過電阻(R4_2)與電 壓求和電路輸出端(Vo_2)連接。輸入電壓端(Vin2_2)經(jīng)過電阻(R5_2)與電壓跟隨器 (U1B_2)的同相輸入端連接，電壓跟隨器(U1B_2)的同相輸入端通過串聯(lián)電阻(R6_2)和 電阻(R7_2)接地，電壓跟隨器(U1B_2)的反向輸入端與電壓跟隨器(U1B_2)的輸出端 連接，電壓跟隨器(U1B_2)的輸出端經(jīng)過電阻(R8_2)與電壓求和電路輸出端(Vo_2)連 接；電壓跟隨器(U1A_2)和電壓跟隨器(U1B_2)的正極與供電電壓(VCC)連接，電壓 跟隨器(U1A_2)和電壓跟隨器(U1B_2)的負(fù)極接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了實(shí)現(xiàn)電壓求和的電路，其特征在于輸入電壓端(Vin1_2)經(jīng)過串聯(lián)電阻與電壓跟隨器(U1A_2)的同相輸入端連接，電壓跟隨器(U1A_2)的反向輸入端與電壓跟隨器(U1A_2)的輸出端連接，電壓跟隨器(U1A_2)的輸出端經(jīng)過電阻(R4_2)與電壓求和電路輸出端(Vo_2)連接。輸入電壓端(Vin2_2)經(jīng)過電阻(R5_2)與電壓跟隨器(U1B_2)的同相輸入端連接，電壓跟隨器(U1B_2)的反向輸入端與電壓跟隨器(U1B_2)的輸出端連接，電壓跟隨器(U1B_2)的輸出端經(jīng)過電阻(R8_2)與電壓求和電路輸出端(Vo_2)連接；電壓跟隨器(U1A_2)和電壓跟隨器(U1B_2)的正極與供電電壓(VCC)連接。本實(shí)用新型采用單電源即能實(shí)現(xiàn)電壓求和，同時結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本低。
文檔編號H03M3/00GK201797509SQ20102050103
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者林朝勇 申請人:貴州華陽電工有限公司