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同相运算放大器计算器

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同相(同向)运放放大电路:由 Rf/Rg 算电压增益,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误差范围,并校核增益带宽积与压摆率(闭环带宽、满功率带宽、上升时间)。

要点速览

同相运算放大器(non-inverting amplifier)把信号接同相输入端,反馈网络 Rf 从输出接回反相输入端、Rg 从反相端到地,电压增益 A = 1 + Rf / Rg,最小为 1(跟随器)。闭环带宽 BW = GBW / A(GBW 为运放增益带宽积);正弦输出电压峰值 Vpk 时所需压摆率 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。本工具可双向求解:由 Rf/Rg 求增益,或按目标增益在标称阻值序列中枚举电阻组合,并同步给出带宽、压摆率裕量与上升时间。

参数输入

A = 1 + Rf/Rg | BW = GBW / A | SR = 2π·f·Vpk | FPBW = SR / (2π·Vpk) | A_range = 1 + Rf(1±t)/Rg(1∓t)

计算模型示意(随参数联动)

−+V+V−VinRg1 kΩVoutRf10 kΩ1.1 VA = 1 + Rf/Rg = 11.000 V/VBW ≈ 90.91 kHz | FPBW ≈ 72.34 kHz

波特图(幅频 / 相频,随参数联动)

闭环增益 |A|(同相)-20-100102030-90°-45°0°1 kHz10 kHz100 kHz1 MHzf(对数轴)dB相位90.91 kHz20.8 dB(低频平坦)-45° @ 90.91 kHz单极点模型:低频增益 20.8 dB,闭环带宽 BW = GBW/A = 90.91 kHz,之后 -20dB/十倍频滚降GBW = 1 MHz
同相电压增益 A11.000V/V
增益(dB)20.83 dB
反馈比 Rf / Rg10.000
增益范围(电阻容差)10.802 ~ 11.202V/V
输出幅值范围(电阻容差)1.080 ~ 1.120 V
电阻失配最大误差±1.84%
当量 Rf / Rg10 kΩ / 1 kΩ
闭环带宽 BW = GBW / A90.91 kHz
输出幅值(峰值 / 峰峰)1.100 / 2.200 V
所需压摆率 SR_req69.12 mV/µs
器件 SR / 裕量×7.23
满功率带宽 FPBW72.34 kHz
小信号上升时间 tr3.85 µs
压摆受限上升时间4.4 µs
f = 10 kHz 处实际输出幅值1.093 V

工程备注

  • 同相放大:信号进同相端(+),Rf 从输出接回反相端(−)、Rg 从反相端到地;增益 A = 1 + Rf/Rg,最小为 1(跟随器),输入阻抗高。
  • 带宽与增益成反比:运放 GBW 固定,闭环带宽 BW = GBW/A——要更高带宽就得降增益,或改用多级 / 高 GBW 器件。
  • 压摆率是「大信号」限制:正弦输出所需 SR = 2π·f·Vpk,超过则正弦变三角波;小信号建立则看 GBW 与相位裕度。
  • 输出摆幅通常比电源轨各低约 1.5V(轨到轨器件除外);单电源电路要注意信号直流偏置到 V+/2,否则负半周削顶。
  • Rg 与 Rf 的阻值会引入噪声与偏置电流误差:Rf 不宜过大(通常 ≤ 1MΩ),可在同相端串等值电阻平衡偏置电流。

常见问题

同相运算放大器计算器是做什么的?
同相(同向)运放放大电路:由 Rf/Rg 算电压增益,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误差范围,并校核增益带宽积与压摆率(闭环带宽、满功率带宽、上升时间)。
同相运算放大器计算器的计算公式是什么?
核心公式:A = 1 + Rf/Rg | BW = GBW / A | SR = 2π·f·Vpk | FPBW = SR / (2π·Vpk) | A_range = 1 + Rf(1±t)/Rg(1∓t)。工具会按该公式与所选参数即时给出结果。
使用同相运算放大器计算器有哪些工程注意事项?
同相放大:信号进同相端(+),Rf 从输出接回反相端(−)、Rg 从反相端到地;增益 A = 1 + Rf/Rg,最小为 1(跟随器),输入阻抗高。 带宽与增益成反比:运放 GBW 固定,闭环带宽 BW = GBW/A——要更高带宽就得降增益,或改用多级 / 高 GBW 器件。 压摆率是「大信号」限制:正弦输出所需 SR = 2π·f·Vpk,超过则正弦变三角波;小信号建立则看 GBW 与相位裕度。 输出摆幅通常比电源轨各低约 1.5V(轨到轨器件除外);单电源电路要注意信号直流偏置到 V+/2,否则负半周削顶。 Rg 与 Rf 的阻值会引入噪声与偏置电流误差:Rf 不宜过大(通常 ≤ 1MΩ),可在同相端串等值电阻平衡偏置电流。