运放同相 / 反相放大器
运放反相 / 同相放大器与电压跟随器:由目标增益搜索 E24/E96 电阻对,计算闭环带宽(GBW)、压摆率限制、输入阻抗、输出摆幅与共模范围校验、偏置电流补偿电阻和输出噪声。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
反相:AV = −R2/R1,Zin = R1,R3 = R1∥R2
同相:AV = 1 + R2/R1,Zin ≈ ∞
跟随:AV = 1
噪声增益 NG = 1 + R2/R1,闭环带宽 f−3dB ≈ GBW / NG
满功率带宽 fp = SR / (2π·Vo,pk)
输出噪声 eno = √[(en·NG)² + 4kT·R2 + 4kT·R1·(R2/R1)²]
原理与说明
运放加负反馈后,增益只取决于外部电阻比:反相放大器 −R2/R1、同相放大器 1 + R2/R1。分析依据是"虚短"(两输入端电压相等)和"虚断"(输入端不取电流)。
设计要点
- 带宽看噪声增益:电压反馈运放的闭环带宽 ≈ GBW / (1 + R2/R1)。反相放大器增益 −1 时噪声增益为 2,带宽只有 GBW/2。
- 大信号看压摆率:输出峰值 V 的正弦波最高频率为 SR/(2πV),超过后波形变成三角波。
- 电阻取值:一般 1 kΩ ~ 100 kΩ。太小增加运放负载和功耗;太大则偏置电流误差、热噪声增大,且与运放输入电容(几 pF)形成极点引起振铃,可在 R2 上并一个小电容。
- 偏置补偿:双极型运放(LM358、NE5532)偏置电流较大,可在同相端串入 R1∥R2 使两输入端看到的直流电阻相等;FET/CMOS 运放无需补偿。
- 单电源:信号需要偏置到 V+/2(虚地),输入、输出用电容隔直;输出摆幅和共模范围要查数据手册(LM358 输入含负轨但输出到不了 V+;TL07x 输入不能接近负轨)。
- 反相放大器输入阻抗等于 R1;需要高输入阻抗时用同相放大器或前加跟随器。