【任務】用LM324運放設計一款直流放大器，要求增益600，輸入電阻120k，輸出反相。

【分析】因為要求輸出與輸入反相，所以輸入端應取反相端。典型的反相比例放大器如下圖1。R1為輸入電阻，R2為負反饋電阻，RP為平衡電阻， 設置平衡電阻可以減小運放輸入偏置電流在電阻上形成的失調電壓，使電路盡量接近于“零輸入零輸出，有輸入才有輸出”。

(資料圖片僅供參考)

【計算】設計要求輸入電阻120k，故R1=120k。又要求增益為600，故反饋電阻R2=600*R1=600*120=72M。但是，當反饋電阻R2很大時（比如這里的72M），對運放輸入偏置電流的要求太高，輸入信號很可能無法“驅動電路”。為解決這個矛盾，可采用下圖2的電路，即從輸出端的電阻分壓點s取樣形成負反饋。

由虛短、虛斷，運放輸入端U2=U3=0，于是輸入電流(Ii=Ui/R1)與反饋電流(If=-Us/R2)相等，即Us=(-R2/R1)*Ui——(1)。

觀察節點s，三個支路的電流如下：

通過R3流出節點s的電流I(R3)=(Us-Uo)/R3；

通過R4流入節點s的電流I(R4)=(0-Us)/R4；

通過R2流入節點s的電流I(R2)=Ii=Ui/R1。

根據KCL電流定律，I(R3)=I(R4)+I(R2)，即(Us-Uo)/R3=-Us/R4+ Ui/R1，整理Us=(Ui/R1+Uo/R3)/(1/R3+1/R4)——(2)。

綜合(1)、(2)兩式，可得：(-R2/R1)*Ui=(Ui/R1+Uo/R3)/(1/R3+1/R4)，繼續整理出增益表達式(反饋電流很小，可近似計算)：

Uo/Ui≈-R2*(1/R1+1/R3+1/R4)，

要求增益Uo/Ui=600，不妨取R2=100k（運放周邊電阻阻值最好不超過100k）,另為計算方便，使分壓下偏電阻R4=100k（阻值不超100k，又是分壓電阻不至于分流太多）。于是：

600=100/(1/120+1/R3+1/100)，解出：R3≈6.8k。

平衡電阻RP計算：

當電路輸入輸出都為0（相當于輸入輸出都接地），于是：

RP=R1//R2=120k//100k=120*100/(120+100)=54k（用56k標準電阻）。

最終，符合設計要求的原理圖如下圖3：