オペアンプを使った加算回路の使用例と動作原理

オペアンプを使った加算回路は、複数のアナログ信号を合成することができます。オーディオミキサーなどで用いられる回路です。本稿では、加算回路の動作原理や用途、特徴などについて詳しく解説していきます。

まずは出力電圧の計算式を導出します。 バーチャルショートにより、反転入力端子の電圧は0Vです。 よって、抵抗R1、R2に流れる電流I1、I2はそれぞれ となります。 したがって、出力電圧VOUTは、 と計算されます。 ここで、R1=R2=Rfとすると、VOUTは、 となり、出力電圧は入力電圧の足し算だけで求めることができます。 下図の回路を使ってシミュレーションで動作を確認します。 VIN1を1V固定、VIN2を-5V～5Vまでスイープすると下図のようなになり、-(VIN1+VIN2)となっていることが確認できます。

次に、非反転加算回路の動作を考えます。 非反転入力端子の電圧：V+は、R1とR2の抵抗分圧で決まります。 VOUTは、反転入力端子電圧：V-と抵抗Rs、Rfの比で計算できます。 バーチャルショートよりV+ = V-となるので、VOUTは、 と計算されます。 ここで、R1=R2=Rs=Rfとすると、VOUTは、 となり、出力電圧は入力電圧の足し算だけで求めることができます。 下図の回路を使ってシミュレーションで動作を確認します。 VIN1を1V固定、VIN2を-5V～5Vまでスイープすると下図のようなになり、VIN1+VIN2となっていることが確認できます。

使用例、応用例

• 複数のセンサ出力の合成
• オーディオミキサ

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