Calculadora de ganho de op amp
Calcule o ganho de tensão, a tensão de saída e o ganho em dB para circuitos com amplificador operacional inversor e não inversor.
Selecione a configuração do amplificador, informe os valores dos resistores e a tensão de entrada, e obtenha instantaneamente o cálculo de ganho e saída do seu circuito op amp.
Calculadora de ganho de op amp
Calcule o ganho de tensão, a tensão de saída e o ganho em dB para circuitos com amplificador operacional inversor e não inversor.
Sobre a calculadora de ganho de op amp
Um amplificador operacional — comumente chamado de op amp — é um amplificador eletrônico de tensão de alto ganho com entrada diferencial e, normalmente, saída single-ended. Os op amps são os blocos de construção de inúmeros circuitos analógicos: amplificadores de áudio, filtros ativos, condicionadores de sinal, integradores, diferenciadores, comparadores e referências de tensão de precisão, para citar apenas alguns. Entender e calcular seu ganho é uma habilidade central no projeto de eletrônica analógica.
O ganho de um circuito op amp é definido por resistores de realimentação externos, e não pelo ganho em malha aberta do próprio op amp (que normalmente é enorme, de dezenas de milhares a milhões). Duas configurações fundamentais dominam o projeto prático de circuitos.
Na configuração inversora, o sinal de entrada é aplicado ao terminal inversor (menos) por meio de um resistor Rin, e um resistor de realimentação Rf conecta a saída de volta ao mesmo terminal inversor. O terminal não inversor (mais) é ligado ao terra. Sob as suposições de um op amp ideal — ganho em malha aberta infinito, impedância de entrada infinita, impedância de saída zero — o ganho de tensão é Av = –Rf / Rin. O sinal negativo significa que a saída está 180 graus fora de fase em relação à entrada. Se Rf = 10 kΩ e Rin = 1 kΩ, o ganho é –10, ou seja, uma entrada de 1 V produz uma saída de –10 V.
Na configuração não inversora, o sinal de entrada é aplicado diretamente ao terminal não inversor (mais), e a rede de realimentação (Rf da saída ao terminal inversor, e Rin do terminal inversor ao terra) define o ganho sem inverter a fase. O ganho de tensão ideal é Av = 1 + Rf / Rin. Com os mesmos resistores (Rf = 10 kΩ, Rin = 1 kΩ), o ganho passa a ser +11 — não inversor e ligeiramente maior que o caso inversor, porque a entrada é diretamente tamponada pelo op amp antes da aplicação da realimentação.
O ganho também é comumente expresso em decibéis: dB = 20 × log₁₀(|Av|). Um ganho de 10 equivale a 20 dB; um ganho de 100 equivale a 40 dB. A escala em dB é logarítmica, o que facilita somar ganhos quando estágios de amplificação são em cascata: 20 dB + 20 dB = 40 dB.
Esta calculadora cobre ambas as configurações. Informe Rf, Rin e, opcionalmente, a tensão de entrada, escolha inversora ou não inversora, e a ferramenta retorna instantaneamente o ganho de tensão, a tensão de saída e o valor em dB. É útil para projeto inicial, verificação de circuitos e exploração educacional do comportamento de op amps.
Exemplos de ganho de op amp
Configurações comuns inversoras e não inversoras com ganhos calculados.
| Configuração | Ganho de tensão | Ganho em dB |
|---|---|---|
| Inversora: Rf = 10 kΩ, Rin = 1 kΩ | Av = –10 | 20 dB (magnitude) |
| Não inversora: Rf = 10 kΩ, Rin = 1 kΩ | Av = +11 | 20.83 dB |
| Inversora: Rf = 47 kΩ, Rin = 4.7 kΩ | Av = –10 | 20 dB (magnitude) |
| Buffer unitário não inversor: Rf = 0, Rin = ∞ | Av = +1 | 0 dB (seguidor de tensão) |
| Inversora: Rf = 100 kΩ, Rin = 1 kΩ, Vin = 0.05 V | Av = –100, Vout = –5 V | 40 dB |
Como usar a calculadora de ganho de op amp
- Selecione Amplificador inversor ou Amplificador não inversor no menu suspenso Tipo de amplificador.
- Digite a resistência de realimentação Rf em ohms (por exemplo, 10000 para 10 kΩ).
- Digite a resistência de entrada Rin em ohms (por exemplo, 1000 para 1 kΩ).
- Opcionalmente, informe a Tensão de entrada Vin para calcular a tensão de saída real.
- Clique em Calcular para ver o ganho de tensão (Av), a tensão de saída, o ganho em dB e a fórmula usada.
Perguntas frequentes
O que significa um ganho negativo em um amplificador inversor?
Um ganho negativo significa que o sinal de saída está invertido — ele está 180° fora de fase em relação à entrada. O valor absoluto do ganho ainda indica quanto o sinal foi amplificado. Um Av de –10 amplifica o sinal 10 vezes e também inverte sua polaridade.
Como escolher entre as configurações inversora e não inversora?
Use a configuração inversora quando precisar inverter o sinal ou somar vários sinais de entrada (nó somador com terra virtual). Use a configuração não inversora quando precisar de alta impedância de entrada ou preservar a fase do sinal.
O que é ganho em dB e por que ele é útil?
O ganho em decibéis (dB = 20 × log₁₀|Av|) usa uma escala logarítmica que facilita trabalhar com estágios de amplificação em cascata. Em vez de multiplicar ganhos, você apenas soma seus valores em dB. Isso também se alinha à forma como a audição humana percebe a intensidade sonora.
Essas fórmulas assumem um op amp ideal?
Sim. As fórmulas Av = –Rf/Rin (inversora) e Av = 1 + Rf/Rin (não inversora) assumem um op amp ideal com ganho em malha aberta infinito, impedância de entrada infinita e impedância de saída zero. Op amps reais introduzem pequenas diferenças, especialmente perto de seus limites de largura de banda, mas as fórmulas ideais são precisas para a maioria dos projetos práticos.
O que é o produto ganho-largura de banda?
O produto ganho-largura de banda (GBW) é uma constante de um op amp que relaciona o ganho em malha fechada com a faixa de frequência utilizável. Se um op amp tem GBW de 1 MHz e você ajusta o ganho para 10, a largura de banda utilizável cai para cerca de 100 kHz. Esta calculadora não considera GBW; consulte o datasheet do op amp para projetos de alta frequência.
Como obter ganho exatamente 1 (buffer unitário / seguidor de tensão)?
Na configuração não inversora, conecte a saída diretamente à entrada inversora sem resistores (Rf = 0 e Rin = ∞, resultando em Av = 1 + 0 = 1). Essa configuração tem impedância de entrada extremamente alta e impedância de saída muito baixa, sendo ideal para bufferizar um sinal sem sobrecarregar a fonte.