电气与电子

运放增益与反馈计算器

计算反相或同相运放的增益和输出，或为目标增益查找标准反馈电阻组合。

输入参数

放大器电路

计算模式

Vin · 输入电压 · V

Vref · 参考电压 · V

Rg · 增益设定电阻 · kΩ

Rf · 反馈电阻 · kΩ

应用输出限值

最小值 · Vout · V

最大值 · Vout · V

使用数据手册中可用的输出电压范围，而非电源轨。限幅输出仅为估计值。

理想直流模型。请在运放数据手册中检查输入共模范围、带宽、压摆率和负载能力。

计算结果

电压增益: —

理想输出电压: —

限幅输出估计值: —

反馈电阻: —

公式G = 1 + Rf / Rg

设置运放增益并比较反馈电阻组合

计算反相或同相放大器的理想闭环增益和输出电压。可加入参考电压、比较优选反馈电阻，并选择使用提供的上下限约束输出。工具模拟理想放大器和静态输出限幅；不计算带宽、转换速率、输入范围限制或随负载变化的输出摆幅。

操作步骤

选择放大器拓扑和计算模式。输入输入电压和参考电压，再输入 Rin 或 Rg 以及反馈电阻 Rf。电阻字段默认使用 kΩ。
按需启用输出限制，输入希望模拟的实际输出下限和上限。比较理想输出和限幅后的输出，并检查状态是否显示削波。
要比较电阻组合，选择搜索模式，输入目标增益幅值、阻值基准和优选系列。查看列出的增益误差；应用某组电阻，返回计算模式并检查其输出。

设置与限制

增益与参考电压: 反相增益为 G = −Rf / Rin；同相增益为 G = 1 + Rf / Rg。输出为 Vout = Vref + G × (Vin − Vref)。在反相电路中，参考电压连接到同相输入端；在同相电路中，参考电压连接到 Rg 的下端。
输出限制: 下限必须低于上限。模型将理想输出钳位到输入的上下限；它不会根据电源轨推导这些限制。实际输出摆幅取决于所选放大器和工作条件，因此请依据器件规格使用适当上下限。
电阻搜索: 即使是反相放大器，搜索也使用正的增益幅值；列出的反相增益为负。同相目标增益必须至少为 1。有限范围的搜索最多列出五组优选值电阻，并报告相对增益误差；不考虑电阻容差或放大器误差。

操作示例

选择同相计算，设置 Vin = 0.2 V、Vref = 0 V、Rg = 10 kΩ 和 Rf = 90 kΩ。启用 0 V 和 3.3 V 的输出限制。增益为 10 V/V，输出为 2 V。

预期结果
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

保持电阻不变，将 Vin 增至 0.4 V。理想输出变为 4 V，但限幅后的结果为 3.3 V，状态显示削波。增益计算不变；输入的输出上限使模型中的输出无法跟随理想值。

常见问题与故障排查

为什么反相结果为负？

参考电压为零时，正输入通过负增益产生负的理想输出。单电源电路可能无法达到该值。在把结果解释为工作点前，请设置合适的参考电压和实际可行的输出限制。

正确的电阻比是否能保证预期信号？

电阻比定义的是此处的理想静态增益。频率响应、输入共模范围、输出负载、偏置效应和稳定性需要依据实际放大器规格。探索信号速度限制时，可使用独立的带宽与转换速率工具。

为什么搜索结果或计算值为空？

检查输入电阻是否为正、反馈电阻是否非负、单位是否有效，以及输出下限是否低于上限。搜索还要求有效的增益幅值和阻值基准。输入和参考电压可以为正或负，但无效电阻或目标输入必须更正。