反相加法器电路图，反相加法器电路与原理

很多朋友对反相加法器电路图，反相加法器电路与原理不是很了解，艾巴小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

一、什么是加法器？加法器用于相加。是一种产生数字总和的装置。补数和加数是输入，加法和进位的器件是半加法器。如果输入加数、被加数和低阶小数，输出和、进位，就是全加器。它通常用作计算机的算术和逻辑部件，以执行逻辑运算、移位和指令调用。

对于1位二进制加法，有五个相关的量：1，加数A，2，加数B，3，前一位的进位CIN，4，两位数之和，S，5，两位数相加产生的进位COUT。前三个量是输入量，后两个量是输出量，五个量都是1位数。

对于32位二进制加法，也有5个相关量：1、加数A(32位)、2、加数B(32位)、3、前一位的进位CIN(1位)、4、相加的两位之和S(32位)、5、两位相加产生的进位COUT(1位)。

要实现32位二进制加法，一个很自然的思路就是将1位二进制加法重复32次(即逐位进位加法器)。这无疑是可行且容易做到的，但由于每一位的CIN都是由前一位的COUT提供的，所以第二位的计算只能在第一位计算出结果后才开始；第三名必须先算出第二名的结果再开始计算，以此类推。只有在前31位计算完所有结果后，才能计算后32位。

这样，实现32位二进制加法所需的时间是1位二进制加法的32倍。

从基本方法可以看出，32位的加法是一位一位串行进行的。为了缩短时间，我们应该尝试将上升的过程并行化。单单元加法器有两种基本类型：半加法器和全加器。半加法器有两个输入和两个输出。输入可以标识为A、B或X、Y，输出通常标识为S和C，A和B经过异或运算后是S，经过与运算后是C。

全加器引入二进制值的输入来计算更大的数。为了区分全加器的两个二进制行，输入端的一个标记为Ci或Cin，输出端的一个标记为Co或Cout。半加法器缩写为H.A .全加器缩写为F.A .半加法器：半加法器的电路图半加法器有两个二进制输入，将输入值相加，输出结果求和进位。虽然半加器可以产生二进制值，但是半加器本身无法处理。

全加器：全加器有三个二进制输入，其中一个是二进制值的输入，所以全加器可以处理二进制值。全加器可以由两个半加法器组成。请注意，二进制输出端的最后一个或门也可以用XOR门代替，其余部分不变。因为OR门和XOR门只有在输入都是1的情况下才不同，而这种可能性已经不存在了。

二、加法器原理设一个N位加法器的第I个输入为ai，bi，ci，输出si，ci 1，其中ci是从低位开始的进位，ci 1(i=n-1，n-2，…，1，0)是到高位的进位，c0是整个加法器的进位输入，cn是整个加法器的进位输出。那么sum si=aiii ibii iici aibici，(1)进位ci 1=艾比aici bici，(2)设gi=艾比，(3)pi=艾比，(4)那么ci 1=gi pici，(5)。

只要艾比=1，就会产生一个到i 1位的进位，g称为进位生成函数；同样，只要艾比=1，ci就会被转移到i 1位，所以P称为进位转移函数。将公式(5)展开得到：ci 1=gipigi-1 pipi-1gi-2…pipi-1…p 1g 0 pipi-1…p0c 0(6)。随着位数的增加，等式(6)会变长，但三个逻辑电平的深度会一直保持，所以无论位数多少，形成进位的延迟都是常数。一旦计算出进位(c1~cn-1)，也可以从公式(1)得到总和。

使用上述公式并行产生所有进位的加法器是超前进位加法器。产生gi和pi需要一级门延迟，ci需要两级，si需要两级，总共需要五级门延迟。与串行加法器(一般为2n级门延迟)相比，超前进位加法器(尤其是n较大时)的延迟时间大大缩短。

三、反相加法器等效原理图反相加法器电路又称反相求和电路，是指有一个以上的输入信号进入反相输入端，输出结果是多个信号(电压极性相反)之和的绝对值。如图中电路A所示，当R1=R2=R3=R4时，其输出电压的绝对值=IN1 IN2 IN3，即形成一个反相加法器电路。当R4是R1时，该电路具有信号放大功能。图倒相加法器和原理等效图

反相加法器的基本电路结构是一个反相放大器。根据其“虚地”特性，两个输入端都是0V地电位。这决定了电路的控制目的，即使反相输入端的电位为0V(同相输入端的目标值为0V)。通过分析上图A中电路的电路参数和输入信号值，可以得到上图B所示的等效图。

整体来看，倒相加法器的偏置电路仍然是串联分压电路的形式，但输入回路中涉及了分流电阻的电路原理，可以列出如下方程：IR4=IR1 IR2 IR3。反相加法器的“秘密”就这样暴露了。

由于反相输入端处于地电位0V，当输入信号in3=0v时，该支路不产生信号电流，相当于没有信号输入，从而变成IN1 IN2=-OUT。当IR1(1V/10k)=0.1mA且IR2(1V/10k)=0.1mA时，仅当OUT输出为-2V时，IR4=IR1 IR2的条件才满足。

如果将原理等效图进一步简化(见图中C电路)，一个非常熟悉的图形就会浮现在我们的脑海中：这不就是反相放大器电路吗？是的，没错。反相和(反相加法器)电路就是反相器(包括放大和衰减)。

在实际应用中，由于同相加法器的明显缺陷和极高的输入阻抗，信号输入电流只能通过多个in端自行循环(会引起输入信号电压变化，导致运算误差较大)，除非各种IN信号源的内阻很小，否则不会影响计算精度。所以用的比较少。

反和电路由于其“虚地”特性，具有极低的输入阻抗，使得各信号的输入电流以“汇流方式”进入输入端，不会引起输入信号之间的电流流动，因此能保证运算精度，应用广泛。

四、反向加法器电路及原理(图)

以上就是关于反相加法器电路图，反相加法器电路与原理的知识，希望能够帮助到大家！