非反転段は入力極性を保つ

帰還分圧器が利得を決める

VinをV+、出力からRfでV−、V−からRgでVrefへ接続します。理想的に安定した線形ループと無視できる入力電流では、KCLから$V_o=V_{ref}+(1+R_f/R_g)(V_{in}-V_{ref})$です。この接続の信号利得とノイズゲインはともに$1+R_f/R_g$です。フォロワは出力直接帰還・利得1の特殊例です。

Vref = 1.65 V、Rg = 10 kΩ、Rf = 100 kΩなら利得11です。センサ入力1.67 Vは理想出力1.87 V、基準より220 mV高くなります。入力1.63 Vは出力1.43 Vです。±20 mV入力が1.43–1.87 Vへ写り、仮定の0.2–3.1 V出力内に十分収まります。

負荷はなお存在する

理想非反転入力は無限抵抗ですが、実オペアンプは入力抵抗、容量、バイアス電流を持ちます。電源抵抗10 kΩ、バイアス10 nAなら入力誤差100 μV、利得11で出力約1.1 mVです。符号は電流方向によります。入力オフセット電圧とは別に含めます。

出力バッファは電圧を分離しますが、エネルギーは電源から取り、無制限の負荷電流は供給できません。1.87 Vでグラウンドへの10 kΩなら0.187 mA、100 Ωなら18.7 mAで、大きく違う要件です。帰還は出力電流限界を消しません。

比と絶対値を選ぶ

Rg/Rfを10 kΩ/100 kΩから1 kΩ/10 kΩへ変えると理想利得は同じでも、帰還電流が増え、雑音・バイアス電流効果が変わります。この入力のRg電流は(1.67 − 1.65)/10 kΩ = 2 μAです。接続表を保ち、基準への電流と負荷への電流を区別します。

基準は帰還電流を扱える必要があります。ADIの単電源バイアス資料は実用的な基準とデカップリングを説明します。