El og elektronik
Beregner for operationsforstærkning og tilbagekobling
Beregn inverterende eller ikke-inverterende forstærkning og udgang, eller find standardmodstandspar til en ønsket forstærkning.
Dine værdier
Dine resultater
- Spændingsforstærkning
- —
- Ideel udgangsspænding
- —
- Estimat for begrænset udgang
- —
- Tilbagekoblingsmodstand
- —
G = 1 + Rf / RgBedste modstandspar
| Rg | Rf | Spændingsforstærkning | Afvigelse fra mål · % | Brug par |
|---|
Indstil en operationsforstærkers forstærkning, og sammenlign tilbagekoblingsmodstandspar
Beregn ideel forstærkning med lukket sløjfe og udgangsspænding for en inverterende eller ikke-inverterende forstærker. Medtag en referencespænding, sammenlign standardmodstande til tilbagekoblingen, og begræns eventuelt udgangen med grænser, du selv angiver. Værktøjet modellerer en ideel forstærker og statisk udgangsbegrænsning; det beregner ikke båndbredde, slew rate, begrænsninger i indgangsområdet eller belastningsafhængigt udgangssving.
Trin for trin
- Vælg forstærkertopologi og beregningstilstand. Indtast indgangsspænding og referencespænding og derefter Rin eller Rg samt tilbagekoblingsmodstanden Rf. Modstandsfelternes standardenhed er kΩ.
- Aktivér eventuelt udgangsgrænser, og indtast de faktiske nedre og øvre grænser for udgangen, som du vil modellere. Sammenlign den ideelle udgang med den begrænsede udgang, og kontrollér, om status angiver klipning.
- For at sammenligne modstandspar skal du vælge søgetilstand og indtaste forstærkningens ønskede størrelse, modstandsskala og standardserie. Gennemgå de viste forstærkningsafvigelser; vælg et par for at vende tilbage til beregningstilstand og undersøge dets udgang.
Indstillinger og begrænsninger
- Forstærkning og reference
- Inverterende forstærkning er G = −Rf / Rin; ikke-inverterende forstærkning er G = 1 + Rf / Rg. Udgangen er Vout = Vref + G × (Vin − Vref). Referencen er tilsluttet den ikke-inverterende indgang i det inverterende kredsløb eller den nederste ende af Rg i det ikke-inverterende kredsløb.
- Udgangsgrænser
- Den nedre grænse skal være under den øvre grænse. Modellen begrænser den ideelle udgang til disse indtastede værdier; den udleder dem ikke fra forsyningsspændingerne. Det faktiske udgangssving afhænger af den valgte forstærker og driftsbetingelserne, så brug passende grænser fra dens specifikationer.
- Modstandssøgning
- Søgningen bruger en positiv størrelse for forstærkningen, også for en inverterende forstærker; den viste inverterende forstærkning er negativ. Den ønskede ikke-inverterende forstærkning skal være mindst 1. Den afgrænsede søgning viser op til fem par af standardværdier og angiver relativ forstærkningsafvigelse; den medregner ikke modstandstolerance eller forstærkerfejl.
Gennemgået eksempel
Vælg ikke-inverterende beregning med Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ og Rf = 90 kΩ. Aktivér udgangsgrænser på 0 V og 3.3 V. Forstærkningen er 10 V/V, og udgangen er 2 V.
| Vin | G | Vout* | Vout (0–3.3 V) |
|---|---|---|---|
| 0.2 V | 10 V/V | 2 V | 2 V |
| 0.4 V | 10 V/V | 4 V | 3.3 V |
Øg Vin til 0.4 V uden at ændre modstandene. Den ideelle udgang bliver 4 V, men det begrænsede resultat er 3.3 V, og status angiver klipning. Forstærkningsberegningen er uændret; den indtastede øvre udgangsgrænse forhindrer den modellerede udgang i at følge den ideelle værdi.
Spørgsmål og fejlfinding
Hvorfor er det inverterende resultat negativt?
Med en reference på nul giver en positiv indgang en negativ ideel udgang på grund af den negative forstærkning. Et kredsløb med en enkelt forsyning kan muligvis ikke nå denne værdi. Angiv en passende reference og realistiske udgangsgrænser, før du fortolker resultatet som et arbejdspunkt.
Garanterer et korrekt modstandsforhold det forventede signal?
Forholdet definerer denne ideelle statiske forstærkning. Frekvensrespons, indgangens common-mode-område, udgangsbelastning, biasvirkninger og stabilitet kræver den faktiske forstærkers specifikationer. Brug det separate værktøj til båndbredde og slew rate, når du undersøger disse grænser for signalhastighed.
Hvorfor er søgeresultater eller beregnede værdier tomme?
Kontrollér, at indgangsmodstanden er positiv, at tilbagekoblingsmodstanden er ikke-negativ, at enhederne er gyldige, og at udgangsgrænserne er korrekt ordnet. Søgningen kræver også en gyldig størrelse for forstærkningen og en modstandsskala. Indgangs- og referencespændingerne må have fortegn, men ugyldige modstands- eller målindtastninger skal rettes.