전기 및 전자

연산 증폭기 이득 및 피드백 계산기

반전 또는 비반전 연산 증폭기의 이득과 출력을 계산하거나 목표 이득에 맞는 표준 피드백 저항 조합을 찾습니다.

입력값

증폭기 회로

계산 모드

Vin · 입력 전압 · V

Vref · 기준 전압 · V

Rg · 이득 설정 저항 · kΩ

Rf · 피드백 저항 · kΩ

출력 한계 적용

최솟값 · Vout · V

최댓값 · Vout · V

전원 레일 대신 데이터시트의 사용 가능한 출력 전압을 사용하세요. 제한된 출력은 추정값입니다.

이상적인 DC 모델입니다. 입력 공통 모드 범위, 대역폭, 슬루율과 부하 구동 능력을 데이터시트에서 확인하세요.

계산 결과

전압 이득: —

이상적 출력 전압: —

제한된 출력 추정값: —

피드백 저항: —

공식G = 1 + Rf / Rg

연산 증폭기 이득 설정 및 피드백 저항 쌍 비교하기

반전 또는 비반전 증폭기의 이상적 폐루프 이득과 출력 전압을 계산합니다. 기준 전압을 포함하고 표준 피드백 저항을 비교하며, 필요하면 직접 입력한 한계로 출력을 제한하세요. 도구는 이상적 증폭기와 정적 출력 제한을 모델링합니다. 대역폭, 슬루율, 입력 범위 제한, 부하에 따른 출력 스윙은 계산하지 않습니다.

단계별 사용 방법

증폭기 회로 구조와 계산 모드를 선택하세요. 입력 전압과 기준 전압을 입력한 다음 Rin 또는 Rg와 피드백 저항 Rf를 입력하세요. 저항 입력란의 기본 단위는 kΩ입니다.
필요하면 출력 제한을 켜고 모델에 적용할 실제 출력 하한과 상한을 입력하세요. 이상적 출력과 제한된 출력을 비교하고 상태가 클리핑을 나타내는지 확인하세요.
저항 쌍을 비교하려면 검색 모드를 선택하고 목표 이득의 크기, 저항 규모, 표준값 계열을 입력하세요. 목록의 이득 오차를 확인하세요. 저항 쌍을 적용해 계산 모드로 돌아가면 그 출력을 살펴볼 수 있습니다.

설정 및 제한

이득과 기준 전압: 반전 이득은 G = −Rf / Rin이고, 비반전 이득은 G = 1 + Rf / Rg입니다. 출력은 Vout = Vref + G × (Vin − Vref)입니다. 기준 전압은 반전 회로에서는 비반전 입력에, 비반전 회로에서는 Rg의 아래쪽 끝에 연결됩니다.
출력 한계: 하한은 상한보다 낮아야 합니다. 모델은 입력한 값으로 이상적 출력을 제한하며, 전원 레일로부터 한계를 계산하지 않습니다. 실제 출력 스윙은 선택한 증폭기와 동작 조건에 따라 달라지므로 해당 사양에 적합한 한계를 사용하세요.
저항 검색: 검색은 반전 증폭기에서도 양의 이득 크기를 사용하며, 목록에 표시되는 반전 이득은 음수입니다. 비반전 목표 이득은 1 이상이어야 합니다. 제한된 검색은 표준값 쌍을 최대 다섯 개 표시하고 상대 이득 오차를 보고하며, 저항 허용오차나 증폭기 오차는 고려하지 않습니다.

실습 예제

비반전 계산을 선택하고 Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ, Rf = 90 kΩ을 설정하세요. 출력 한계를 0 V와 3.3 V로 켜세요. 이득은 10 V/V이고 출력은 2 V입니다.

예상 결과
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

저항을 바꾸지 않고 Vin을 0.4 V로 높이세요. 이상적 출력은 4 V가 되지만 제한된 결과는 3.3 V이고 상태는 클리핑을 나타냅니다. 이득 계산은 그대로입니다. 입력한 출력 상한 때문에 모델의 출력이 이상적 값을 따라가지 못합니다.

질문 및 문제 해결

반전 결과가 음수인 이유는 무엇인가요?

기준 전압이 영이면 양의 입력은 음의 이득을 통해 음의 이상적 출력을 만듭니다. 단일 전원 회로에서는 그 값에 도달하지 못할 수 있습니다. 결과를 동작점으로 해석하기 전에 적절한 기준 전압과 현실적인 출력 한계를 설정하세요.

저항 비율이 정확하면 예상한 신호가 보장되나요?

저항 비율은 이 이상적 정적 이득을 정합니다. 주파수 응답, 입력 공통 모드 범위, 출력 부하, 바이어스 영향, 안정성을 판단하려면 실제 증폭기의 사양이 필요합니다. 신호 속도에 따른 한계를 살펴볼 때는 별도의 대역폭 및 슬루율 도구를 사용하세요.

검색 결과나 계산값이 비어 있는 이유는 무엇인가요?

입력 저항이 양수인지, 피드백 저항이 음이 아닌지, 단위가 유효한지, 출력 한계의 순서가 올바른지 확인하세요. 검색에는 유효한 이득 크기와 저항 규모도 필요합니다. 입력 전압과 기준 전압은 양수나 음수일 수 있지만, 잘못된 저항값이나 목표 입력은 수정해야 합니다.