Электротехника и электроника

Калькулятор инструментального усилителя

Рассчитайте усиление, подберите резисторы и проверьте внутренние выходные напряжения.

Ваши данные

Входное напряжение · V+ · V

Входное напряжение · V− · V

Опорное напряжение · Vref · V

Резистор обратной связи · R · kΩ

Резистор усиления · RG · kΩ

Сопротивление · Rin · kΩ

Сопротивление · Rout · kΩ

Минимум · V

Максимум · V

Запас выхода до шин питания · V

Подобрать компоненты

Целевой модуль усиления · G · V/V

Стандартный ряд резисторов

Идеальная модель трёх ОУ с согласованными парами резисторов. Пределы проверяют только выходы; входной синфазный диапазон проверяйте по документации. Без прогноза ограничения, полосы и нагрузки.

Ваши результаты

Коэффициент усиления напряжения: —

Идеальное выходное напряжение: —

Напряжение · V+ − V−: —

Напряжение · VCM: —

VA: —

VB: —

Оставшийся запас выхода: —

Формула—

Проверка дифференциального усиления и внутреннего запаса

Рассчитайте показанный инструментальный усилитель с тремя усилительными блоками. Сравните идеальный выход и внутренние напряжения с заданными пределами. Упрощённая проверка не задаёт полный синфазный диапазон реального компонента.

Пошаговая инструкция

Введите согласованные резисторы каскадов, оба входа и выходное опорное напряжение. Различайте пары входного и выходного каскадов.
Задайте пределы питания и запас. Для проектирования усиления выберите цель и ряд, затем примените предложенный резистор.
Сравните идеальный выход, синфазный вход и внутренние выходы. Допустимый итоговый выход может сопровождаться внутренним предупреждением.

Настройки и ограничения

Резистор усиления: RG управляет первым каскадом. Отношение резисторов последнего каскада также умножает разность; проверьте суммарное усиление после округления.
Опорное напряжение: Опора сдвигает идеальный выход без изменения дифференциального входа. Она не сдвигает все узлы одинаково и не устраняет синфазные ограничения автоматически.
Запас напряжения: Заданный запас сужает используемый интервал питания всех проверяемых узлов. Реальные диапазоны зависят от компонента, нагрузки и питания.

Разбор примера

Используйте дифференциальный пример. Итоговый выход и оба выхода первого каскада помещаются в выбранный интервал.

Пример исходных данных

R = 10 kΩ; RG = 1 kΩ; Rin = Rout = 10 kΩ
Vref = 0 V; V− = −5 V; V+ = 5 V
h = 0.2 V

Ожидаемый результат
Vin+ / Vin−	G	Vout	VA	VB	ΔVrail
1.01 / 1 V	21 V/V	0.21 V	0.9 V	1.11 V	3.69 V
4.9 / 4.9 V	21 V/V	0 V	4.9 V	4.9 V	−0.1 V

Задайте одинаковое высокое напряжение обоих входов из таблицы. Идеальный дифференциальный выход исчезает, но внутренние узлы превышают запас.

Вопросы и устранение неполадок

Почему предупреждение при малом выходе?

Первые каскады реагируют на синфазное напряжение. Они могут выйти за диапазон, хотя вычитание даёт малый итоговый выход.

Точны ли округлённые усиления?

Номиналы RG дают показанное номинальное усиление. Допуски, смещение и ограниченное подавление синфазного сигнала добавляют ошибки.

Пределы подходят любой инструментальной микросхеме?

Нет. Проверьте зависимость синфазного входа от выхода и требования к опоре. Микросхема может отличаться от этой дискретной топологии.