运放增益计算器

支持同相放大、反相放大、差分放大、电压跟随器、同相加法器五种运放电路的增益(V/V 及 dB)和输出电压计算。

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使用说明

  1. 在顶部选择电路类型:同相放大、反相放大、差分放大、电压跟随器或同相加法器,切换后下方输入区会自动变化。
  2. 可点击「Ω」/「kΩ」单位切换按钮选择电阻输入单位,切换后所有电阻输入框会自动换算显示。
  3. 根据所选电路类型填入对应参数:
    · 同相/反相放大:输入电压 Vin、反馈电阻 Rf、接地电阻 Rg;
    · 差分放大:反相端电压 V1、同相端电压 V2、反馈电阻 Rf、接地电阻 Rg(要求 R1=Rg、R2=Rf 匹配);
    · 电压跟随器:仅需输入电压 Vin;
    · 同相加法器:最多三路输入电压/电阻组合(V1/R1、V2/R2、V3/R3)及反馈电阻 Rf、接地电阻 Rg。
  4. 页面实时计算并显示增益(V/V 与 dB 两种单位)及输出电压 Vout,同时给出该电路的公式描述文字。
  5. 若 Rf 或 Rg 输入为 0 或负数,会在结果区显示错误提示(「Rf 和 Rg 必须为正数」),不会输出计算结果。
  6. 点击「加载示例数据」可重置为默认的同相放大电路示例。

功能介绍

  • 支持五种运放基本电路的增益计算:同相放大(Gain=1+Rf/Rg)、反相放大(Gain=-Rf/Rg)、差分放大(Vout=(V2-V1)×Rf/Rg)、电压跟随器(Gain=1)、同相加法器(多路输入加权求和后放大)。
  • 增益结果同时以 V/V(电压比)和 dB(20×log10|Gain|)两种单位展示。
  • 提供 Ω/kΩ 电阻单位切换功能,方便按常见电阻标称值(如 10kΩ)直接输入,无需手动换算成欧姆。
  • 同相加法器支持最多三路独立的输入电压与对应输入电阻,自动计算并联电阻及加权求和后的输出电压。
  • 对反馈电阻/接地电阻为非正数、加法器无有效输入组等异常场景进行校验,给出明确的错误提示文本而非计算出无意义的结果。
  • 每次计算都会生成对应电路的文字描述(含具体代入数值的公式),便于核对和记录设计依据。

使用场景

传感器信号调理电路增益设计
为温度、压力等传感器的微弱输出信号设计同相或反相放大电路,根据 ADC 满量程需求反推所需的 Rf/Rg 比值。
差分信号放大电路设计
为电流检测(如电阻分流器)或差分传感器输出设计差分放大电路,计算给定 Rf/Rg 下的实际输出电压和放大倍数。
电压跟随器阻抗隔离验证
确认在电压跟随器(Gain=1)配置下电路的输出电压是否等于输入电压,用于阻抗匹配、缓冲级设计的快速核算。
多路信号混合加法器设计
设计音频混音电路或多传感器信号叠加电路时,用同相加法器模式计算不同权重(不同输入电阻)下的混合输出电压。

常见问题

增益的 dB 值是怎么算出来的?公式是什么?
工具采用标准电压增益转分贝公式 dB = 20 × log10(|Gain|),其中 Gain 取绝对值(反相放大器的电压增益本身为负数,但 dB 只反映幅度大小,不体现相位反转)。
为什么反相放大器的增益(V/V)是负数?
这是反相放大电路的固有特性:输出信号与输入信号相位相反(反相 180°),增益公式为 Gain=-Rf/Rg,负号表示相位反转;当 |Rf/Rg|<1 时电路实际上是衰减器而非放大器,增益绝对值小于 1 但仍是合法结果。
差分放大电路里 R1、R2 参数没有单独输入框,是怎么处理的?
标准差分放大电路要求 R1=Rg(接反相输入端的电阻)、R2=Rf(接同相输入端的电阻)严格匹配才能保证共模抑制比,工具按照这一匹配关系简化为只需输入 Rf 和 Rg 两个参数,公式为 Vout=(V2-V1)×(Rf/Rg),若你的实际电路 R1≠Rg 或 R2≠Rf,则不能直接使用本工具的计算结果。
同相加法器只填了 1 路或 2 路输入,第三路留空可以吗?
可以。加法器模式下每路输入需要同时提供有效的电压值和大于 0 的电阻值才会被计入计算,任意一路留空或电阻为 0/负数会被自动忽略,不会导致计算报错,只要至少有一路有效输入即可得到结果。