运放增益计算
同相、反相、差分三种接法的增益和 dB 一起算，还能判断输出会不会撞到电源轨。
G = 1 + Rf / Rg — 输入接同相端，反馈网络是 Rf 和 Rg。增益永远大于 1，输入阻抗很高。
快速填一个目标增益
电压增益
11.00 倍
20.83 dB，输出 1.100 V
按目标增益配电阻
固定几个常用 Rin，反推 Rf 并落到 E24 标称值，再算回实际增益和误差。误差最小的那一行就是首选。
| Rin | 理想 Rf | E24 Rf | 实际增益 | 误差 |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 kΩ | 9.00 kΩ | 9.10 kΩ | 10.10 | +1.00% |
| 2.20 kΩ | 19.80 kΩ | 20.00 kΩ | 10.09 | +0.91% |
| 4.70 kΩ | 42.30 kΩ | 43.00 kΩ | 10.15 | +1.49% |
| 10.00 kΩ | 90.00 kΩ | 91.00 kΩ | 10.10 | +1.00% |
| 22.00 kΩ | 198.00 kΩ | 200.00 kΩ | 10.09 | +0.91% |
| 47.00 kΩ | 423.00 kΩ | 430.00 kΩ | 10.15 | +1.49% |
| 100.00 kΩ | 900.00 kΩ | 910.00 kΩ | 10.10 | +1.00% |
公式之外的现实约束
增益上去，带宽就下来。运放的增益带宽积是常数。GBW 为 10MHz 的运放，闭环增益 100 时可用带宽只有 100kHz；增益 1 时才是 10MHz。高频或大增益的场合要按 GBW / |G| 估带宽，再留两三倍余量。
大信号看压摆率，不看带宽。输出要摆动的幅度越大，需要的压摆率越高。一个 10V 峰峰值、100kHz 的正弦波，最大斜率约 3.1V/µs，压摆率低于这个值的运放会把正弦波削成三角波。小信号带宽够，不代表大信号跟得上。
反馈电阻不是越大越好。阻值越大，输入偏置电流造成的失调越大、热噪声越大、也越容易拾取干扰；阻值越小，输出级要驱动的电流越大。常见折中是 Rf 取 1k–100k，高阻传感器前端可以到 1M，但要选低偏置电流的运放。
差分放大的四只电阻要配对。差分放大器的共模抑制比取决于电阻比例是否严格匹配，用 1% 电阻时 CMRR 通常只有 40dB 左右，远低于运放本身。要抑制工频干扰，应该用 0.1% 电阻或直接选集成仪表放大器。
电源去耦和反馈走线决定实际表现。每只运放的电源脚旁边放 100nF，再并一个 10µF 的体电容。反馈电阻尽量靠近反相输入端，走线短而粗；反相端是虚地，一段长走线拾取的电容会让相位裕度下降，严重时直接自激。
Rail-to-rail 也分输入和输出。有的运放只有输出能到轨，输入要离电源轨 1.5V 以上；有的是输入能到轨、输出差几百毫伏。单电源低压电路里要同时看输入共模范围和输出摆幅，别只看标题上的 rail-to-rail。
要按反馈电阻和电容看滤波特性，用RC 滤波器截止频率；要给 ADC 做分压，用分压电路计算；要核对运放的电源余量和发热，用LDO 散热计算。
常见问题
同相和反相的增益公式差在哪？
同相放大的输入直接进同相端，反馈网络是 Rf 和 Rg，增益是 1 + Rf / Rg，最小为 1，输入阻抗很高。反相放大的输入经 Rin 进反相端，增益是 −Rf / Rin，可以小于 1，输入阻抗等于 Rin。
为什么反相放大的结果是负数？
负号表示输出与输入反相 180°。做幅度计算时取绝对值，做相位分析时要保留。如果是交流信号，负号只是相位关系；如果是单电源电路，还要考虑给输入加直流偏置，否则负半周会被削掉。
dB 是怎么换算的？
电压增益的 dB 值是 20 × log10(|G|)。增益 10 倍是 20dB，100 倍是 40dB，2 倍约 6dB。−3dB 对应 0.707 倍，是带宽和截止频率的常用定义。注意功率增益用的是 10 × log10，别混用。
差分放大为什么要求四只电阻配对？
差分放大器的共模抑制比由电阻比例决定。四只电阻只要有 1% 的失配，CMRR 通常只有 40dB 左右，工频干扰和地电位差就会漏到输出。要高抑制比，要么用 0.1% 电阻，要么改用集成仪表放大器。
算出来的 Rf 买不到怎么办？
工具会把固定 Rin 下的理想 Rf 落到 E24 标称值，并给出实际增益和误差。选误差最小的那一组；如果误差仍然太大，可以用两只电阻串联或并联凑出更接近的值，或者用 0.1% 的 E96 电阻。
为什么实际增益和算出来的不一样？
理想公式只考虑电阻比例。实际还有运放的开环增益有限（低频时影响小，高频时明显）、输入偏置电流在电阻上产生失调、以及增益带宽积导致的滚降。高频或高增益时，闭环增益会低于理论值。