電氣與電子

運放增益與回授計算器

計算反相或同相運算放大器的增益和輸出，或為目標增益尋找標準回授電阻組合。

輸入參數

放大器電路

計算模式

Vin · 輸入電壓 · V

Vref · 參考電壓 · V

Rg · 增益設定電阻 · kΩ

Rf · 回授電阻 · kΩ

套用輸出限值

最小值 · Vout · V

最大值 · Vout · V

使用資料表中可用的輸出電壓範圍，而非電源軌。限幅輸出僅為估計值。

理想直流模型。請在運放資料表中檢查輸入共模範圍、頻寬、迴轉率和負載能力。

計算結果

電壓增益: —

理想輸出電壓: —

限幅輸出估計值: —

回授電阻: —

公式G = 1 + Rf / Rg

設定運算放大器增益並比較迴授電阻組合

計算反相或非反相放大器的理想閉迴路增益與輸出電壓。可加入參考電壓、比較優選迴授電阻，並選擇以提供的上下限限制輸出。工具模擬理想放大器與靜態輸出限幅；不計算頻寬、迴轉率、輸入範圍限制或隨負載變化的輸出擺幅。

操作步驟

選擇放大器拓撲與計算模式。輸入輸入電壓及參考電壓，再輸入 Rin 或 Rg 及迴授電阻 Rf。電阻欄位預設使用 kΩ。
視需要啟用輸出限制，輸入希望模擬的實際輸出下限與上限。比較理想輸出與限幅後的輸出，並檢查狀態是否顯示削波。
要比較電阻組合，選擇搜尋模式，輸入目標增益大小、阻值基準及優選系列。查看列出的增益誤差；套用某組電阻，返回計算模式並檢查其輸出。

設定與限制

增益與參考電壓: 反相增益為 G = −Rf / Rin；非反相增益為 G = 1 + Rf / Rg。輸出為 Vout = Vref + G × (Vin − Vref)。在反相電路中，參考電壓連接到非反相輸入端；在非反相電路中，參考電壓連接到 Rg 的下端。
輸出限制: 下限必須低於上限。模型將理想輸出箝位到輸入的上下限；它不會依電源軌推導這些限制。實際輸出擺幅取決於所選放大器與運作條件，因此請依元件規格使用適當上下限。
電阻搜尋: 即使是反相放大器，搜尋也使用正的增益大小；列出的反相增益為負。非反相目標增益必須至少為 1。有限範圍的搜尋最多列出五組優選值電阻，並回報相對增益誤差；不考慮電阻容差或放大器誤差。

操作範例

選擇非反相計算，設定 Vin = 0.2 V、Vref = 0 V、Rg = 10 kΩ 與 Rf = 90 kΩ。啟用 0 V 與 3.3 V 的輸出限制。增益為 10 V/V，輸出為 2 V。

預期結果
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

維持電阻不變，將 Vin 增至 0.4 V。理想輸出變為 4 V，但限幅後的結果為 3.3 V，狀態顯示削波。增益計算不變；輸入的輸出上限使模型中的輸出無法跟隨理想值。

常見問題與疑難排解

為什麼反相結果為負？

參考電壓為零時，正輸入透過負增益產生負的理想輸出。單電源電路可能無法達到該值。在把結果解讀為工作點前，請設定合適的參考電壓與實際可行的輸出限制。

正確的電阻比是否能保證預期訊號？

電阻比定義的是此處的理想靜態增益。頻率響應、輸入共模範圍、輸出負載、偏壓效應與穩定性需要依據實際放大器規格。探索訊號速度限制時，可使用獨立的頻寬與迴轉率工具。

為什麼搜尋結果或計算值空白？

檢查輸入電阻是否為正、迴授電阻是否非負、單位是否有效，以及輸出下限是否低於上限。搜尋還要求有效的增益大小與阻值基準。輸入與參考電壓可以為正或負，但無效電阻或目標輸入必須更正。