正向放大器(Non-Inverting Amplifier)的增益公式為:
Av = 1 + (R2 / R1)
這裡的 R1 和 R2 是反相輸入端和同相輸入端之間的電阻。增益公式表明,輸出電壓(VOUT)是輸入電壓(VI)的倍數,這個倍數由電阻 R1 和 R2 的比值決定。如果 R2 的值很大,那麼增益也會很大,反之則增益較小。
例如,如果信號輸入為2V,增益 Av 為 1 + 10K/10K,即2,那麼輸出端電壓為4V。如果增益設定為 1 + 40K/10K,即5,輸出端電壓應為10V,但由於電源供電範圍限制(±9V),電路將進入飽和狀態,輸出電壓被限制在9V。
在飽和狀態下,運放的反相和正相輸入端電壓並不相等。例如,如果輸入電壓為2V,增益為-100K/10K,即-10,輸出端電壓應為-10V,但由於電源限制,輸出為-9V。此時,反相輸入端的電壓為1V,正相輸入端的電壓為0V。
此外,正向放大器的輸入與輸出之間的關係可以通過以下公式表示:
VOUT = Vi * (R3 + R4) / R4
這裡的 R3 和 R4 是外部電阻,用於設定放大器的增益。這個公式表明輸出電壓(VOUT)是輸入電壓(Vi)的倍數,倍數由 R3 和 R4 的比值決定。通過調整 R3 和 R4 的值,可以改變放大器的增益。