Elektrotechniek en elektronica

Opamp-versterkings- en terugkoppelcalculator

Bereken inverterende of niet-inverterende opampversterking en uitgang, of zoek standaardweerstandsparen voor een gewenste versterking.

Je invoer

Versterkerschakeling

Berekeningsmodus

Vin · Ingangsspanning · V

Vref · Referentiespanning · V

Rg · Versterkingsweerstand · kΩ

Rf · Terugkoppelweerstand · kΩ

Uitgangsgrenzen toepassen

Minimum · Vout · V

Maximum · Vout · V

Gebruik haalbare uitgangsspanningen uit het gegevensblad, niet de voedingsrails. De begrensde uitgang is een schatting.

Ideaal gelijkstroommodel. Controleer common-mode-ingangsbereik, bandbreedte, slew rate en belastbaarheid in het gegevensblad.

Je resultaten

Spanningsversterking: —

Ideale uitgangsspanning: —

Geschatte begrensde uitgang: —

Terugkoppelweerstand: —

FormuleG = 1 + Rf / Rg

Stel opampversterking in en vergelijk terugkoppelweerstandsparen

Bereken ideale versterking met gesloten lus en uitgangsspanning voor een inverterende of niet-inverterende versterker. Neem een referentiespanning mee, vergelijk voorkeursterugkoppelweerstanden en begrens eventueel de uitgang met zelf ingevoerde grenzen. De tool modelleert een ideale versterker en statische uitgangsbegrenzing; bandbreedte, slew rate, beperkingen van het ingangsbereik en belastingsafhankelijk uitgangsbereik worden niet berekend.

Stap voor stap

Kies de versterkertopologie en berekeningsmodus. Voer ingangsspanning en referentiespanning in, en daarna Rin of Rg en terugkoppelweerstand Rf. De weerstandsvelden staan standaard op kΩ.
Schakel eventueel uitgangsgrenzen in en voer de werkelijke onder- en bovengrens van de uitgang in die je wilt modelleren. Vergelijk de ideale uitgang met de begrensde uitgang en controleer of de status afkapping aangeeft.
Kies de zoekmodus om weerstandsparen te vergelijken en voer de gewenste versterkingsgrootte, weerstandsschaal en voorkeursreeks in. Bekijk de vermelde versterkingsafwijkingen; gebruik een paar om terug te keren naar berekeningsmodus en de uitgang te bekijken.

Instellingen en beperkingen

Versterking en referentie: Inverterende versterking is G = −Rf / Rin; niet-inverterende versterking is G = 1 + Rf / Rg. De uitgang is Vout = Vref + G × (Vin − Vref). De referentie wordt bij de inverterende schakeling aangesloten op de niet-inverterende ingang, of bij de niet-inverterende schakeling op de onderzijde van Rg.
Uitgangsgrenzen: De ondergrens moet onder de bovengrens liggen. Het model begrenst de ideale uitgang op die ingevoerde waarden; het leidt ze niet af uit de voedingsspanningen. Het werkelijke uitgangsbereik hangt af van de gekozen versterker en bedrijfsomstandigheden, dus gebruik passende grenzen uit de specificaties.
Weerstanden zoeken: De zoekfunctie gebruikt een positieve versterkingsgrootte, ook voor een inverterende versterker; de vermelde inverterende versterking is negatief. De niet-inverterende doelversterking moet minstens 1 zijn. De begrensde zoekfunctie toont maximaal vijf paren met voorkeurswaarden en de relatieve versterkingsafwijking; weerstandstolerantie en versterkerfouten worden niet meegenomen.

Uitgewerkt voorbeeld

Kies niet-inverterende berekening met Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ en Rf = 90 kΩ. Schakel uitgangsgrenzen van 0 V en 3.3 V in. De versterking is 10 V/V en de uitgang is 2 V.

Verwacht resultaat
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

Verhoog Vin naar 0.4 V zonder de weerstanden te veranderen. De ideale uitgang wordt 4 V, maar het begrensde resultaat is 3.3 V en de status geeft afkapping aan. De versterkingsberekening verandert niet; het ingevoerde uitgangsplafond verhindert dat de gemodelleerde uitgang de ideale waarde volgt.

Vragen en probleemoplossing

Waarom is het inverterende resultaat negatief?

Bij een referentie van nul geeft een positieve ingang via de negatieve versterking een negatieve ideale uitgang. Een schakeling met enkelvoudige voeding kan die waarde mogelijk niet bereiken. Stel een geschikte referentie en realistische uitgangsgrenzen in voordat je het resultaat als een werkpunt interpreteert.

Garandeert een correcte weerstandsverhouding het verwachte signaal?

De verhouding bepaalt deze ideale statische versterking. Frequentierespons, common-mode-ingangsbereik, uitgangsbelasting, biaseffecten en stabiliteit vereisen de specificaties van de echte versterker. Gebruik de afzonderlijke bandbreedte- en slew-rate-tool om die snelheidsgrenzen van het signaal te onderzoeken.

Waarom zijn de zoekresultaten of berekende waarden leeg?

Controleer op een positieve ingangsweerstand, een niet-negatieve terugkoppelweerstand, geldige eenheden en juist geordende uitgangsgrenzen. Zoeken vereist ook een geldige versterkingsgrootte en weerstandsschaal. Ingangs- en referentiespanningen mogen een teken hebben, maar ongeldige weerstands- of doelinvoer moet worden gecorrigeerd.