幾乎所有的教科書和參考文獻,對同相比例運放反相比例更合乎情理。是否可以設計出一個同相的表達式u0=(1+Rf/R)uI,電路圖如圖1所示,相比反相運放簡潔的表達式u0=-Rf/RuI,反相比例更合乎情理。是否可以設計出一個相比例運放,使他也具有更加簡潔的表達式呢?
1、全新同相比例運放
針對文獻[1~5]上的同相比例運放表達式u0=(1+Rf/R)uI不直觀的特點,我們重新設計電路,如圖2所示。
根據集成運放的"虛短"和"虛斷"2個重要概念得:
而:
所以綜合以上各式得:
按照電路的對稱性要求有R與R2的并聯和R1與Rf的并聯應該相等,所以可得出:與式u0=(1+Rf/R)uI相比,我們認為更加合乎比例運算的關系。為了驗證所設計電路的正確性,我們利用運放UA741,且選用6組不同的電阻值進行了實驗驗證。實驗數據如表1所示。
從6組實驗數據可以看出,在實驗允許的誤差范圍內,u0=Rf/RuI,完全成立。
2、結語
通過對同相比例運放的設計、理論推導,使得其輸出表達式更加直觀、簡潔;且通過實驗驗證了其正確性。