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2011年6月15日 (水)

反転加算器回路

オペアンプを用いた反転加算器は複数の電圧入力の和を反転し出力する回路である。+入力端子は接地、-入力端子と、各入力端子および出力の間に抵抗を接続する。

簡単には各抵抗を数10k~数kΩの同一抵抗値にするが、重みづけ(各入力の寄与度を変える)ことも加算しながら増幅することもできる。

反転増幅器と同様に、信号源抵抗の影響を受ける。n入力の回路ではバイアス電流の影響は1/(n+1)で効き、オフセット電圧の影響は(n+1)倍される。加算入力数が多く、信号レベルが低いときには要チェック項目である。

一挙に多数の入力電圧を扱う際には、出力ダイナミックレンジの制約上、加算結果が出力電圧範囲内に収まるように設計するか、入力の組み合わせによっては出力飽和を覚悟して使う必要がある。

オフセット付き精密整流回路を反転加算器に入力すると、折れ線近似任意関数発生回路を構成できる。

オフセット電圧が十分小さければ、一つの信号がゼロ入力の時にはゼロ電流が加算されるのみであるから、アナログSWを使い、オフ状態(入力開放)にしても演算結果は変わらない。すなわち、開放=ゼロ入力となる。

加算器は、しばしば、回路全体のゼロ点調整回路に使う。この場合、正負信号入力が必要なことがある。

ゼロ点調整を前段で行い、後段で利得(スパン)調整を行うと、調整が非干渉となり、操作性が向上する。

回路構成上は原則として1回路に1個の加算器があれば十分だが、信号レベルによっては複数の加算器を使い操作性と安定性を向上させることもある。

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