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一种直观的同相比例运算放大电路

几乎所有的教科书和参考文献,对同相比例运放反相比例更合乎情理。是否可以设计出一个同相的表达式u0=(1+Rf/R)uI,电路图如图1所示,相比反相运放简洁的表达式u0=-Rf/R uI,反相比例更合乎情理。是否可以设计出一个相比例运放,使他也具有更加简洁的表达式呢?

1 全新同相比例运放

针对文献[1~5]上的同相比例运放表达式u0=(1+Rf/R)uI不直观的特点,我们重新设计电路,如图2所示。

根据集成运放的"虚短"和"虚断"2个重要概念得:

而:

所以综合以上各式得:

按照电路的对称性要求有R与R2的并联和R1与Rf的并联应该相等,所以可得出: 与式u0=(1+Rf/R)uI相比,我们认为更加合乎比例运算的关系。为了验证所设计电路的正确性,我们利用运放UA741,且选用6组不同的电阻值进行了实验验证。实验数据如表1所示。

从6组实验数据可以看出,在实验允许的误差范围内,u0= Rf/R uI,完全成立。

2 结 语

通过对同相比例运放的设计、理论推导,使得其输出表达式更加直观、简洁;且通过实验验证了其正确性。


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