Eletricidade e eletrónica

Calculadora de ganho e realimentação de amplificadores operacionais

Calcule ganho e saída inversora ou não inversora, ou encontre pares de resistências normalizadas para um ganho pretendido.

Os seus valores

Configuração do amplificador

Modo de cálculo

Vin · Tensão de entrada · V

Vref · Tensão de referência · V

Rg · Resistência de ganho · kΩ

Rf · Resistência de realimentação · kΩ

Aplicar limites de saída

Mínimo · Vout · V

Máximo · Vout · V

Use tensões de saída utilizáveis da ficha técnica, não os barramentos de alimentação. A saída limitada é uma estimativa.

Modelo ideal de CC. Verifique intervalo de modo comum da entrada, largura de banda, taxa de variação e capacidade de carga na ficha técnica.

Os seus resultados

Ganho de tensão: —

Tensão de saída ideal: —

Estimativa de saída limitada: —

Resistência de realimentação: —

FórmulaG = 1 + Rf / Rg

Defina o ganho do amplificador operacional e compare pares de resistores de realimentação

Calcule o ganho ideal em malha fechada e a tensão de saída de um amplificador inversor ou não inversor. Inclua uma tensão de referência, compare resistores de realimentação preferenciais e, opcionalmente, restrinja a saída aos limites que você fornecer. A ferramenta modela um amplificador ideal e uma limitação estática de saída; não calcula largura de banda, taxa de variação, restrições da faixa de entrada nem excursão de saída dependente da carga.

Passo a passo

Escolha a topologia do amplificador e o modo de cálculo. Insira a tensão de entrada e a tensão de referência, depois Rin ou Rg e a resistência de realimentação Rf. Os campos de resistência usam kΩ por padrão.
Opcionalmente, habilite limites de saída e insira os limites inferior e superior reais que deseja modelar. Compare a saída ideal com a saída limitada e confira se o estado indica recorte.
Para comparar pares de resistores, escolha o modo de busca, insira a magnitude do ganho desejado, a escala de resistência e a série preferencial. Confira os erros de ganho listados; use um par para retornar ao modo de cálculo e inspecionar sua saída.

Definições e limites

Ganho e referência: O ganho inversor é G = −Rf / Rin; o ganho não inversor é G = 1 + Rf / Rg. A saída é Vout = Vref + G × (Vin − Vref). A referência é conectada à entrada não inversora no circuito inversor, ou à extremidade inferior de Rg no circuito não inversor.
Limites de saída: O limite inferior deve ser menor que o limite superior. O modelo restringe a saída ideal aos valores inseridos; não os calcula a partir das tensões de alimentação. A excursão real da saída depende do amplificador escolhido e das condições de operação, portanto use limites adequados de suas especificações.
Busca de resistores: A busca usa uma magnitude de ganho positiva mesmo para um amplificador inversor; o ganho inversor listado é negativo. O ganho desejado para a configuração não inversora deve ser pelo menos 1. A busca limitada lista até cinco pares de valores preferenciais e informa o erro relativo de ganho; não considera a tolerância dos resistores nem os erros do amplificador.

Exemplo resolvido

Escolha o cálculo não inversor com Vin = 0.2 V, Vref = 0 V, Rg = 10 kΩ e Rf = 90 kΩ. Habilite limites de saída de 0 V e 3.3 V. O ganho é de 10 V/V e a saída é de 2 V.

Resultado esperado
Vin	G	Vout*	Vout (0–3.3 V)
0.2 V	10 V/V	2 V	2 V
0.4 V	10 V/V	4 V	3.3 V

Aumente Vin para 0.4 V sem alterar os resistores. A saída ideal passa a ser 4 V, mas o resultado limitado é de 3.3 V e o estado indica recorte. O cálculo do ganho permanece igual; o limite superior de saída inserido impede que a saída modelada acompanhe o valor ideal.

Perguntas e resolução de problemas

Por que o resultado inversor é negativo?

Com uma referência zero, uma entrada positiva produz uma saída ideal negativa por causa do ganho negativo. Um circuito com alimentação simples pode não conseguir atingir esse valor. Defina uma referência adequada e limites de saída realistas antes de interpretar o resultado como um ponto de operação.

Uma relação correta entre resistores garante o sinal esperado?

A relação define este ganho estático ideal. Resposta em frequência, faixa de modo comum da entrada, carga na saída, efeitos de polarização e estabilidade exigem as especificações do amplificador real. Use a ferramenta separada de largura de banda e taxa de variação ao explorar esses limites de velocidade do sinal.

Por que os resultados de busca ou os valores calculados estão em branco?

Confira se o resistor de entrada é positivo, se o resistor de realimentação é não negativo, se as unidades são válidas e se os limites de saída estão ordenados. A busca também exige uma magnitude de ganho e uma escala de resistência válidas. As tensões de entrada e de referência podem ter sinal, mas entradas inválidas de resistência ou de meta devem ser corrigidas.