Multisim仿真：通过相加器实现波形按比例叠加功能
Multisim仿真：通过相加器实现波形按比例叠加功能
本文将通过Multisim仿真软件，详细介绍如何使用相加器实现波形按比例叠加功能。文章将从同相相加器和反相相加器两个方面展开，通过电路原理分析和仿真演示，帮助读者理解相加器的工作原理及其在实际应用中的优势。
一、相加器
1.同相相加器
同相相加器是指其输出电压与多个输入电压之和成正比。利用电路理论基础课中学过的电阻分压器可以初步实现信号的相加运算，但电阻分压式相加器存在许多问题：一是信号被衰减而不能放大；二是负载RL变化会影响相加系数；三是信号之间通过R1、R2和信号源内阻会产生互相干扰。利用运算放大器构成同相相加器可解决前两个问题，其电路如图（a）所示。由图可见，该电路有放大能力，且运放起隔离作用，RL变化不会影响相加系数。
根据同相比例运算放大器原理，运放同相端与反相端可视为“虚短路”，即
其中，
等于各输入电压在同相端的叠加，
等于
在反相端的反馈电压
，如图（b）所示。
所以
若R1 = R2，则
由于同相相加器
端的叠加值与各信号源的串联电阻（可理解为信号源内阻）有关，各信号源互不独立，因此信号源互相干扰的问题仍然存在，这是同相相加器的特点，也是人们不希望的缺点。
2.反相相加器
使用反相比例运算放大器可构成反相相加器，如图所示。因为运放开环增益很大，且引入深度电压负反馈，“
”点为“虚地”点，所以
又因为理想运算放大器，
，即运放输入端不索取电流，所以负反馈电流
为
若R1 = R2 = R3 = R，则
可见，实现了信号相加的功能。这种加法器的优点是不仅有放大能力和负载隔离作用，而且利用了运放的“虚地”特性，使各信号源之间互不影响。
二、仿真演示
1.电路拓扑
如图所示，红色导线输入的为V1，蓝色导线输入的为V2。由于反相相加器相比于同相相加器更加稳定，因此选择使用反相相加器。
2.仿真效果演示
总结
由于同相相加器
端的叠加值与各信号源的串联电阻（可理解为信号源内阻）有关，各信号源互不独立，因此信号源互相干扰的问题仍然存在，这是同相相加器的缺点。而反相相加器不仅有放大能力和负载隔离作用，而且利用了运放的“虚地”特性，使各信号源之间互不影响。所以在制作加法器时选择反相相加器相对而言更加稳定可靠。
还需注意的是，在叠加信号之前要确保两个信号的相位符合要求。若相位不符合要求则加出的波形一定是很奇怪的。例如，上一篇文章中产生方波时正弦波是从比较器的反相端输入的，这样产生的方波和原先的正弦波的相位正好相差半个周期如图所示
此时如果让两个波进入加法器，则合成后的波形会是这样的
所以在相加信号之前我们一定要注意信号的相位是否满足要求。