反相运算放大器计算器
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反相(反向)运放放大电路:由 Rf/Rin 算电压增益(A = −Rf/Rin)、输入阻抗,或按目标增益在标称阻值序列里选电阻,结合电阻容差给出增益 / 输出误差范围与失配最大误差,并校核噪声增益带宽与压摆率。
要点速览
反相运算放大器(inverting amplifier)把信号经输入电阻 Rin 送入反相输入端,反馈电阻 Rf 从输出接回反相端,同相端接地;电压增益 A = −Rf/Rin,输出与输入反相 180°,|A| = Rf/Rin。反相端为虚地(≈0 V),输入阻抗等于 Rin,这是它与同相放大电路的核心区别。闭环带宽按噪声增益计算:BW = GBW/(1+|A|);正弦输出峰值为 Vpk 时所需压摆率 SR = 2π·f·Vpk,满功率带宽 FPBW = SR/(2π·Vpk)。本工具支持由 Rf/Rin 求增益与输入阻抗,或按目标增益在标称阻值序列选电阻,并按电阻容差给出增益 / 输出误差范围、失配最大误差与带宽、压摆率校核。
参数输入
A = −Rf/Rin(|A| = Rf/Rin) | Rin_in = Rin | BW = GBW/(1+|A|) | SR = 2π·f·Vpk | FPBW = SR/(2π·Vpk)计算模型示意(随参数联动)
波特图(幅频 / 相频,随参数联动)
| 反相电压增益 A | −10.000V/V | A = −Rf/Rin;≈ 20.00 dB · 相位 180° |
| 增益(dB) | 20.00 dB | 20 · log10(|A|) |
| 反馈比 Rf / Rin | 10.000 | Rf = |A| · Rin |
| |增益| 范围(电阻容差) | 9.802 ~ 10.202V/V | ±1.00% 电阻最坏情况:-1.98% ~ +2.02% |
| 输出幅值范围(电阻容差) | 0.980 ~ 1.020 V | 输入峰值 100 mV 不变 |
| 电阻失配最大误差 | ±2.02% | 增益误差 -1.98% ~ +2.02%;输出峰值 0.980 ~ 1.020 V |
| 当量 Rf / Rin | 10 kΩ / 1 kΩ | |
| 输入阻抗 Rin | 1 kΩ | 反相输入为虚地,输入阻抗 = Rin(低输入阻抗是本电路固有特点) |
| 噪声增益 1 + |A| | 11.000 | 决定闭环带宽与噪声放大 |
| 闭环带宽 BW = GBW/(1+|A|) | 90.91 kHz | GBW 1 MHz;单极点模型 -3dB |
| 输出幅值(峰值 / 峰峰) | 1.000 / 2.000 V | 输入 100 mV × |A| |
| 所需压摆率 SR_req | 62.83 mV/µs | 2π · f · Vpk @ 10 kHz |
| 器件 SR / 裕量 | ×7.96 | 器件 500 mV/µs · 需求 62.83 mV/µs |
| 满功率带宽 FPBW | 79.58 kHz | 压摆率允许的最高正弦频率 |
| 小信号上升时间 tr | 3.85 µs | ≈ 0.35 / BW(10~90%) |
| 压摆受限上升时间 | 4 µs | 峰峰 2.000 V / SR |
| f = 10 kHz 处实际输出幅值 | 0.994 V | 带宽衰减至 99.4% · 相位滞后 6.3° |
工程备注
- 反相放大:信号经 Rin 进反相端(−),Rf 从输出反馈回反相端;同相端接地。增益 A = −Rf/Rin(输出与输入反相 180°),|A| 由 Rf/Rin 决定。
- 反相端是「虚地」(≈0V),输入阻抗等于 Rin——这是反相放大与同相放大最大的区别:信号源内阻高时需增大 Rin,或改用同相输入。
- 闭环带宽按噪声增益 1 + |A| 计算:BW = GBW/(1+|A|);相比同相放大同增益电路,带宽相同但输入阻抗低。
- 正弦输出所需压摆率 SR = 2π·f·Vpk,器件 SR 允许的最高正弦频率(满功率带宽)FPBW = SR/(2π·Vpk),超过即出现斜率失真。
- Rf 与 Rin 决定噪声增益与噪声:Rin 越小噪声增益越高、输入阻抗越低;精密场合用 0.1% 电阻并保证 Rf/Rin 匹配精度。
常见问题
- 反相运算放大器计算器是做什么的?
- 反相(反向)运放放大电路:由 Rf/Rin 算电压增益(A = −Rf/Rin)、输入阻抗,或按目标增益在标称阻值序列里选电阻,结合电阻容差给出增益 / 输出误差范围与失配最大误差,并校核噪声增益带宽与压摆率。
- 反相运算放大器计算器的计算公式是什么?
- 核心公式:A = −Rf/Rin(|A| = Rf/Rin) | Rin_in = Rin | BW = GBW/(1+|A|) | SR = 2π·f·Vpk | FPBW = SR/(2π·Vpk)。工具会按该公式与所选参数即时给出结果。
- 使用反相运算放大器计算器有哪些工程注意事项?
- 反相放大:信号经 Rin 进反相端(−),Rf 从输出反馈回反相端;同相端接地。增益 A = −Rf/Rin(输出与输入反相 180°),|A| 由 Rf/Rin 决定。 反相端是「虚地」(≈0V),输入阻抗等于 Rin——这是反相放大与同相放大最大的区别:信号源内阻高时需增大 Rin,或改用同相输入。 闭环带宽按噪声增益 1 + |A| 计算:BW = GBW/(1+|A|);相比同相放大同增益电路,带宽相同但输入阻抗低。 正弦输出所需压摆率 SR = 2π·f·Vpk,器件 SR 允许的最高正弦频率(满功率带宽)FPBW = SR/(2π·Vpk),超过即出现斜率失真。 Rf 与 Rin 决定噪声增益与噪声:Rin 越小噪声增益越高、输入阻抗越低;精密场合用 0.1% 电阻并保证 Rf/Rin 匹配精度。