Електротехніка та електроніка

Калькулятор підсилення та зворотного зв’язку ОП

Обчислюйте підсилення й вихід інвертувального або неінвертувального ОП чи знаходьте пари стандартних резисторів для потрібного підсилення.

Ваші дані

Схема підсилювача

Режим розрахунку

Vin · Вхідна напруга · V

Vref · Опорна напруга · V

Rg · Резистор підсилення · kΩ

Rf · Резистор зворотного зв’язку · kΩ

Застосувати межі виходу

Мінімум · Vout · V

Максимум · Vout · V

Використовуйте досяжні вихідні напруги з документації, а не шини живлення. Обмежений вихід — оцінка.

Ідеальна модель постійного струму. Перевірте діапазон синфазної вхідної напруги, смугу, швидкість наростання та навантажувальну здатність у документації.

Ваші результати

Коефіцієнт підсилення напруги: —

Ідеальна вихідна напруга: —

Оцінка обмеженого виходу: —

Резистор зворотного зв’язку: —

ФормулаG = 1 + Rf / Rg

Задайте підсилення операційного підсилювача й порівняйте пари резисторів зворотного зв'язку

Розрахуйте ідеальне підсилення із замкненим зворотним зв'язком і вихідну напругу інвертувального чи неінвертувального підсилювача. Додайте опорну напругу, порівняйте стандартні резистори зворотного зв'язку й за потреби обмежте вихід заданими межами. Інструмент моделює ідеальний підсилювач і статичне обмеження виходу; не розраховує смугу, швидкість наростання, обмеження вхідного діапазону чи залежний від навантаження розмах виходу.

Покрокова інструкція

Виберіть топологію підсилювача й режим розрахунку. Введіть вхідну та опорну напруги, потім Rin або Rg і опір зворотного зв'язку Rf. Типова одиниця полів опору — kΩ.
За потреби ввімкніть обмеження виходу й введіть фактичні нижню та верхню межі, які хочете моделювати. Порівняйте ідеальний вихід з обмеженим і перевірте, чи стан указує на обрізання.
Для порівняння пар резисторів виберіть пошук, введіть цільовий модуль підсилення, масштаб опорів і стандартний ряд. Перегляньте зазначені похибки підсилення; застосуйте пару для повернення до розрахунку й перевірки виходу.

Налаштування й обмеження

Підсилення й опорна напруга: Інвертувальне підсилення — G = −Rf / Rin; неінвертувальне — G = 1 + Rf / Rg. Вихід — Vout = Vref + G × (Vin − Vref). Опорна напруга під'єднана до неінвертувального входу інвертувальної схеми або до нижнього кінця Rg у неінвертувальній схемі.
Межі виходу: Нижня межа має бути нижчою за верхню. Модель обмежує ідеальний вихід введеними значеннями; не виводить їх із шин живлення. Фактичний розмах виходу залежить від підсилювача й умов роботи, тому використовуйте відповідні межі з його характеристик.
Пошук резисторів: Пошук використовує додатний модуль підсилення навіть для інвертувального підсилювача; зазначене інвертувальне підсилення від'ємне. Неінвертувальна ціль має бути щонайменше 1. Обмежений пошук показує до п'яти пар стандартних номіналів і відносну похибку підсилення; не враховує допуск резисторів чи похибки підсилювача.

Розбір прикладу

Виберіть неінвертувальний розрахунок із Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ і Rf = 90 kΩ. Увімкніть межі виходу 0 V і 3.3 V. Підсилення — 10 V/V, вихід — 2 V.

Очікуваний результат
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

Збільште Vin до 0.4 V без зміни резисторів. Ідеальний вихід стає 4 V, але обмежений результат — 3.3 V, а стан указує на обрізання. Розрахунок підсилення незмінний; введена верхня межа не дає модельованому виходу слідувати ідеальному значенню.

Запитання й усунення несправностей

Чому інвертувальний результат від'ємний?

За нульової опорної напруги додатний вхід дає від'ємний ідеальний вихід через від'ємне підсилення. Схема з однополярним живленням може не досягати цього значення. Задайте відповідну опорну напругу й реалістичні межі виходу, перш ніж трактувати результат як робочу точку.

Чи гарантує правильне відношення опорів очікуваний сигнал?

Відношення визначає це ідеальне статичне підсилення. Частотна характеристика, діапазон синфазної вхідної напруги, навантаження виходу, ефекти зміщення та стійкість потребують характеристик реального підсилювача. Для дослідження швидкісних меж сигналу використайте окремий інструмент смуги й швидкості наростання.

Чому результати пошуку чи розраховані значення порожні?

Перевірте додатний вхідний опір, невід'ємний опір зворотного зв'язку, правильні одиниці й упорядковані межі виходу. Пошук також потребує дійсного модуля підсилення й масштабу опорів. Вхідна та опорна напруги можуть мати знак, але недійсні опори чи цілі потрібно виправити.