1. 放大倍數的本質

• 定義：跨阻放大器的放大倍數（增益）表示輸入電流轉換為輸出電壓的比例，單位為“歐姆（Ω）”或“伏特每安培（V/A）”。

• 物理意義：增益直接由反饋電阻的阻值決定，反饋電阻越大，增益越高（輸出電壓對輸入電流的變化越敏感）。

2. 決定增益的關鍵因素

• 反饋電阻（核心）

• 反饋電阻是增益的“調節(jié)旋鈕”，阻值越高，增益越大，但可能犧牲帶寬或引入噪聲。

• 需根據應用需求選擇阻值：例如，高靈敏度檢測可能需要大阻值，而高速通信可能需要小阻值以維持帶寬。

• 運放特性（間接影響）

• 帶寬限制：運放的增益帶寬積（GBW）和輸入電容會與反饋電阻共同限制系統(tǒng)帶寬。若反饋電阻過大，帶寬可能不足。

• 噪聲與穩(wěn)定性：高反饋電阻會增加熱噪聲，且可能引發(fā)振蕩，需選擇低噪聲、高穩(wěn)定性的運放。

• 輸入電流范圍

• 增益的“有效范圍”受運放輸出電壓擺幅限制。若輸入電流過大，輸出可能飽和（失真）。

3. 實際應用中的權衡

• 增益 vs. 帶寬

• 高增益（大反饋電阻）會降低帶寬，反之亦然。需根據信號頻率選擇平衡點。

• 增益 vs. 噪聲

• 大反饋電阻會放大熱噪聲，需權衡靈敏度與信噪比（SNR）。

• 增益 vs. 穩(wěn)定性

• 高增益設計可能引入振蕩，需通過補償電容或優(yōu)化電路布局保證穩(wěn)定性。

4. 典型應用場景的增益需求

• 光電探測

• 需要高靈敏度（大增益）以檢測微弱光信號，但需注意帶寬和噪聲的平衡。

• 高速通信

• 需要低增益（小反饋電阻）以維持高帶寬，同時要求運放具有高GBW和低噪聲。

• 傳感器接口

• 增益需匹配傳感器輸出電流范圍，確保輸出電壓在后續(xù)電路可處理范圍內。

5. 設計注意事項

• 反饋電阻的精度與溫度穩(wěn)定性

• 高精度應用需選用低溫度系數的電阻，避免增益隨溫度漂移。

• 運放選擇

• 根據需求選擇低噪聲、高帶寬、低偏置電流的運放，尤其是輸入偏置電流可能影響小電流測量的準確性。

• PCB布局

• 減少寄生電容和電感，避免增益波動或振蕩。

總結

跨阻放大器的放大倍數（增益）由反饋電阻直接決定，但實際設計中需綜合考慮帶寬、噪聲、穩(wěn)定性和動態(tài)范圍。通過合理選擇反饋電阻和運放參數，可以平衡增益與其他性能指標，滿足不同應用的需求。