Elektro og elektronikk
Kalkulator for operasjonsforsterkning og tilbakekobling
Beregn inverterende eller ikke-inverterende forsterkning og utgang, eller finn standard tilbakekoblingsmotstandspar for ønsket forsterkning.
Dine verdier
Dine resultater
- Spenningsforsterkning
- —
- Ideell utgangsspenning
- —
- Estimat for begrenset utgang
- —
- Tilbakekoblingsmotstand
- —
G = 1 + Rf / RgBeste motstandspar
| Rg | Rf | Spenningsforsterkning | Avvik fra mål · % | Bruk par |
|---|
Angi forsterkning for en operasjonsforsterker og sammenlign tilbakekoblingsmotstander
Beregn ideell forsterkning med lukket sløyfe og utgangsspenning for en inverterende eller ikke-inverterende forsterker. Ta med en referansespenning, sammenlign standardmotstander i tilbakekoblingen og avgrens eventuelt utgangen med grenser du angir. Verktøyet modellerer en ideell forsterker og statisk utgangsbegrensning; det beregner ikke båndbredde, endringshastighet, begrensninger i inngangsområdet eller belastningsavhengig utgangssving.
Trinn for trinn
- Velg forsterkertopologi og beregningsmodus. Angi inngangsspenning og referansespenning, og deretter Rin eller Rg og tilbakekoblingsmotstanden Rf. Motstandsfeltene har kΩ som standard.
- Aktiver eventuelt utgangsgrenser og angi de faktiske nedre og øvre utgangsgrensene du vil modellere. Sammenlign ideell utgang med begrenset utgang, og kontroller om statusen viser klipping.
- For å sammenligne motstandspar velger du søkemodus og angir ønsket forsterkningsverdi, motstandsskala og standardserie. Se på de oppførte forsterkningsavvikene; bruk et par for å gå tilbake til beregningsmodus og undersøke utgangen.
Innstillinger og begrensninger
- Forsterkning og referanse
- Inverterende forsterkning er G = −Rf / Rin; ikke-inverterende forsterkning er G = 1 + Rf / Rg. Utgangen er Vout = Vref + G × (Vin − Vref). Referansen kobles til den ikke-inverterende inngangen i den inverterende kretsen, eller til den nedre enden av Rg i den ikke-inverterende kretsen.
- Utgangsgrenser
- Den nedre grensen må være lavere enn den øvre. Modellen begrenser den ideelle utgangen til disse angitte verdiene; den utleder dem ikke fra forsyningsspenningene. Faktisk utgangssving avhenger av den valgte forsterkeren og driftsforholdene, så bruk egnede grenser fra spesifikasjonene.
- Motstandssøk
- Søket bruker en positiv absoluttverdi for forsterkningen også for en inverterende forsterker; den oppførte inverterende forsterkningen er negativ. Ikke-inverterende målforsterkning må være minst 1. Det avgrensede søket viser opptil fem par med standardverdier og rapporterer relativt forsterkningsavvik; det tar ikke hensyn til motstandstoleranse eller forsterkerfeil.
Gjennomgått eksempel
Velg ikke-inverterende beregning med Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ og Rf = 90 kΩ. Aktiver utgangsgrenser på 0 V og 3.3 V. Forsterkningen er 10 V/V og utgangen 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 |
Øk Vin til 0.4 V uten å endre motstandene. Ideell utgang blir 4 V, men det begrensede resultatet er 3.3 V og statusen viser klipping. Forsterkningsberegningen er uendret; den angitte øvre utgangsgrensen hindrer den modellerte utgangen i å følge den ideelle verdien.
Spørsmål og feilsøking
Hvorfor er det inverterende resultatet negativt?
Med referansen lik null gir en positiv inngang negativ ideell utgang gjennom den negative forsterkningen. En krets med enkel forsyning kan kanskje ikke nå denne verdien. Angi en egnet referanse og realistiske utgangsgrenser før du tolker resultatet som et driftspunkt.
Garanterer et riktig motstandsforhold det forventede signalet?
Forholdet definerer denne ideelle statiske forsterkningen. Frekvensrespons, inngangens fellesmodusområde, utgangsbelastning, virkninger av forspenning og stabilitet krever spesifikasjonene til den faktiske forsterkeren. Bruk det separate verktøyet for båndbredde og endringshastighet når du undersøker disse grensene for signalhastighet.
Hvorfor er søkeresultatene eller de beregnede verdiene tomme?
Kontroller at inngangsmotstanden er positiv, tilbakekoblingsmotstanden er ikke-negativ, enhetene er gyldige og utgangsgrensene er i riktig rekkefølge. Søket krever også en gyldig absoluttverdi for forsterkningen og en gyldig motstandsskala. Inngangs- og referansespenningen kan ha fortegn, men ugyldige motstands- eller målinntastinger må korrigeres.