利用集成运算放大器设计一个加减运算电路, 要求Rf=100kΩ,Uo=5Ui1-8Ui2。且Uil 和Ui2 处的输入电阻均大于1MΩ。
时间: 2024-02-29 22:56:51 浏览: 154
好的,根据题目要求,我们可以设计如下的加减运算电路:
![加减运算电路图](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103150444917.png)
根据上图,可以列出如下两个等式:
$$
\begin{cases}
U_o = -U_b \cdot \dfrac{R_f}{R_1} \\
U_b = U_{i1} - U_{i2}
\end{cases}
$$
将第二个等式代入第一个等式中,得到:
$$U_o = -\dfrac{R_f}{R_1} \cdot (U_{i1} - U_{i2})$$
根据题目要求,有 $U_o = 5U_{i1} - 8U_{i2}$,代入上式中,得到:
$$5U_{i1} - 8U_{i2} = -\dfrac{R_f}{R_1} \cdot (U_{i1} - U_{i2})$$
移项整理得到:
$$U_{i1} \cdot (\dfrac{5R_f}{R_1} + 1) = U_{i2} \cdot (\dfrac{8R_f}{R_1} - 1)$$
因为 $U_{i1}$ 和 $U_{i2}$ 的输入电阻均大于1MΩ,所以可以近似认为电流为0,即:
$$I_{R_1} = I_{R_f}$$
$$\dfrac{U_{i1}}{R_1} = -\dfrac{U_b}{R_f} = -\dfrac{U_{i1} - U_{i2}}{R_f}$$
解得:
$$U_{i1} = \dfrac{R_f}{R_f + R_1} \cdot U_{i2}$$
将上式代入之前的等式中,得到:
$$\dfrac{5R_f}{R_1} + 1 = \dfrac{8R_f}{R_1 - R_f}$$
解得:
$$R_1 = 15.6k\Omega$$
因此,加减运算电路的设计如下:
![加减运算电路设计图](https://img-blog.csdnimg.cn/20211103151103889.png)
其中,$R_1 = 15.6k\Omega$,$R_f = 100k\Omega$。
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