El och elektronik

Kalkylator för OP-förstärkning och återkoppling

Beräkna inverterande eller icke-inverterande förstärkning och utspänning, eller hitta standardmotståndspar för önskad förstärkning.

Dina värden

Förstärkartopologi

Beräkningsläge

Vin · Inspänning · V

Vref · Referensspänning · V

Rg · Förstärkningsmotstånd · kΩ

Rf · Återkopplingsmotstånd · kΩ

Använd utgångsgränser

Minimum · Vout · V

Maximum · Vout · V

Använd tillgängliga utspänningar från databladet, inte matningsskenorna. Begränsad utspänning är en uppskattning.

Ideal likströmsmodell. Kontrollera ingångens common-mode-område, bandbredd, stighastighet och belastningsförmåga i databladet.

Dina resultat

Spänningsförstärkning: —

Ideal utspänning: —

Uppskattad begränsad utspänning: —

Återkopplingsmotstånd: —

FormelG = 1 + Rf / Rg

Ställ in en operationsförstärkares förstärkning och jämför återkopplingsresistorer

Beräkna ideal förstärkning med sluten slinga och utspänning för en inverterande eller icke-inverterande förstärkare. Ta med en referensspänning, jämför återkopplingsresistorer med standardvärden och begränsa vid behov utgången med gränser du anger. Verktyget modellerar en ideal förstärkare och statisk utgångsbegränsning; det beräknar inte bandbredd, ändringshastighet, begränsningar i ingångsområdet eller lastberoende utgångssving.

Steg för steg

Välj förstärkartopologi och beräkningsläge. Ange inspänning och referensspänning och sedan Rin eller Rg och återkopplingsresistansen Rf. Resistansfälten har kΩ som standard.
Aktivera vid behov utgångsgränser och ange de faktiska nedre och övre utgångsgränser du vill modellera. Jämför ideal utgång med begränsad utgång och kontrollera om statusen visar klippning.
För att jämföra resistorpar väljer du sökläge och anger önskat förstärkningsbelopp, resistansskala och standardserie. Granska de listade förstärkningsavvikelserna; använd ett par för att återgå till beräkningsläge och undersöka utgången.

Inställningar och begränsningar

Förstärkning och referens: Inverterande förstärkning är G = −Rf / Rin; icke-inverterande förstärkning är G = 1 + Rf / Rg. Utgången är Vout = Vref + G × (Vin − Vref). Referensen ansluts till den icke-inverterande ingången i den inverterande kretsen eller till den nedre änden av Rg i den icke-inverterande kretsen.
Utgångsgränser: Den nedre gränsen måste ligga under den övre. Modellen begränsar den ideala utgången till dessa angivna värden; den härleder dem inte från matningsspänningarna. Verkligt utgångssving beror på den valda förstärkaren och driftförhållandena, så använd lämpliga gränser från dess specifikationer.
Resistorsökning: Sökningen använder ett positivt förstärkningsbelopp även för en inverterande förstärkare; den listade inverterande förstärkningen är negativ. Icke-inverterande målförstärkning måste vara minst 1. Den avgränsade sökningen listar upp till fem par med standardvärden och redovisar relativ förstärkningsavvikelse; den tar inte hänsyn till resistortolerans eller förstärkarfel.

Genomgånget exempel

Välj icke-inverterande beräkning med Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ och Rf = 90 kΩ. Aktivera utgångsgränser på 0 V och 3.3 V. Förstärkningen är 10 V/V och utgången är 2 V.

Förväntat resultat
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

Öka Vin till 0.4 V utan att ändra resistorerna. Ideal utgång blir 4 V, men det begränsade resultatet är 3.3 V och statusen visar klippning. Förstärkningsberäkningen är oförändrad; det angivna utgångstaket hindrar den modellerade utgången från att följa idealvärdet.

Frågor och felsökning

Varför är det inverterande resultatet negativt?

Med referensen noll ger en positiv ingång negativ ideal utgång genom den negativa förstärkningen. En krets med enkel matning kanske inte kan nå det värdet. Ställ in en lämplig referens och realistiska utgångsgränser innan du tolkar resultatet som en arbetspunkt.

Garanterar ett korrekt resistansförhållande den förväntade signalen?

Förhållandet definierar denna ideala statiska förstärkning. Frekvenssvar, ingångens gemensamma spänningsområde, utgångsbelastning, biaseffekter och stabilitet kräver den faktiska förstärkarens specifikationer. Använd det separata verktyget för bandbredd och ändringshastighet när du undersöker dessa gränser för signalhastighet.

Varför är sökresultaten eller de beräknade värdena tomma?

Kontrollera att ingångsresistorn är positiv, återkopplingsresistorn är icke-negativ, enheterna är giltiga och utgångsgränserna är i rätt ordning. Sökningen kräver också ett giltigt förstärkningsbelopp och en giltig resistansskala. In- och referensspänningarna får ha tecken, men ogiltiga resistans- eller målinmatningar måste korrigeras.