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)
波特图(幅频 / 相频,随参数联动)
| 同相电压增益 A | 11.000V/V | A = 1 + Rf/Rg;≈ 20.83 dB |
| 增益(dB) | 20.83 dB | 20 · log10(A) |
| 反馈比 Rf / Rg | 10.000 | Rf = (A − 1) · Rg |
| 增益范围(电阻容差) | 10.802 ~ 11.202V/V | ±1.00% 电阻最坏情况:-1.80% ~ +1.84% |
| 输出幅值范围(电阻容差) | 1.080 ~ 1.120 V | 输入峰值 100 mV 不变 |
| 电阻失配最大误差 | ±1.84% | 增益误差 -1.80% ~ +1.84%;输出峰值 1.080 ~ 1.120 V |
| 当量 Rf / Rg | 10 kΩ / 1 kΩ | |
| 闭环带宽 BW = GBW / A | 90.91 kHz | GBW 1 MHz;单极点模型 -3dB |
| 输出幅值(峰值 / 峰峰) | 1.100 / 2.200 V | 输入 100 mV × A |
| 所需压摆率 SR_req | 69.12 mV/µs | 2π · f · Vpk @ 10 kHz |
| 器件 SR / 裕量 | ×7.23 | 器件 500 mV/µs · 需求 69.12 mV/µs |
| 满功率带宽 FPBW | 72.34 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 | 4.4 µs | 峰峰 2.200 V / SR |
| f = 10 kHz 处实际输出幅值 | 1.093 V | 带宽衰减至 99.4% · 相位滞后 6.3° |
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。