Question

如何用运算放大器实现uo=10u1-5u2-4u3

Answer 1

电路图和仿真结果就像上面看到的。

解释一下：

你要实现Uo=10U1-5U2-4U3必须采用加减法电路。（参考一下童诗白的《模拟电子技术基础》第四版第332页），根据上面这个图，计算公式是：

Uo=R3(V1/R2-V2/R4-V3/R5)，其中R2与运放同相端之间理论上还要接一个电阻R1到地（这个电路在后期的设计中被删除，理由后面会讲到）。

要实现这个输出，条件是：R1//R2=R4//R5//R3，//表示并联。

由于U1的系数是10，所以暂定R2为1K，则R3/R2=10，得到R3=10K，而R3/R4=5，R3/R5=4，所以可以轻易计算出R4=2K，R5=2.5K，然后计算R4//R5//R3的值，刚好是1K，这个也就是R1//R2的结果，由于R2是1K，说明R1只能选无穷大，无穷大的电阻也就是断路，所以R1干脆就断开不接。

这样形成了以上的电路。然后用实际数据验证一下，暂时取V1=0.05V，V2=0.02V，V3=0.03V。

这样代入你要求的计算式，得到Uo=10*0.05-5*0.02-4*0.03=0.28V=280mV，仿真实测结果是278.06mV，相对误差是-0.693%，可以满足设计要求，这个误差是运算放大器LM324自身的输入失调电压导致的，所有实际的运放都有这个误差，型号不同，误差大小不同。LM324作为通用运放，这个数值比较大，如果换成ICL7650这样的超低失调的运算放大器，相对误差会减小。