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Amplificador operacional: ganho e configurações

Escolha a configuração e informe Rf, Rin, a entrada, a saída máxima e o GBW para ver o ganho, a tensão de saída, a saturação e a banda.

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Entrada

Configuração

Um pouco abaixo da alimentação; veja o datasheet.

Do datasheet do componente.

Resultado

O resultado aparece aqui.

Ganho das duas configurações

inversor: Av = −Rf ÷ Rin; não inversor: Av = 1 + Rf ÷ Rin; Vout = Av · Vin, limitada pela alimentação; banda ≈ GBW ÷ (1 + Rf ÷ Rin)

Num amplificador inversor com Rf de 100 kΩ e Rin de 10 kΩ, o ganho é de −10 (20 dB em módulo). Com entrada de 0,5 V a saída ideal é de −5 V. Com produto ganho-banda de 1 MHz, a banda útil é de cerca de 90,9 kHz.

Saturação

No não inversor com Rf de 47 kΩ e Rin de 1 kΩ, o ganho é de 48 e a entrada de 0,8 V pediria 38,4 V na saída. Com saída máxima de 12 V, a saída real fica em 12 V: o amplificador satura.

Limites

  • As fórmulas são as do amplificador operacional ideal, com ganho de malha aberta muito alto; em ganhos próximos do produto ganho-banda o ganho real é menor.
  • O produto ganho-banda (GBW) é do datasheet do componente; o valor da página é um padrão editável. A tensão máxima de saída fica um pouco abaixo da alimentação.
  • Não entram offset, corrente de polarização, ruído, taxa de subida (slew rate) nem carga na saída.

Perguntas frequentes

Como calcular o ganho do amplificador operacional?

No inversor, Av = −Rf ÷ Rin; no não inversor, Av = 1 + Rf ÷ Rin. Com Rf de 100 kΩ e Rin de 10 kΩ, o inversor tem ganho −10.

Qual a diferença entre amplificador inversor e não inversor?

O inversor inverte a fase do sinal e tem ganho −Rf/Rin; o não inversor mantém a fase e tem ganho 1 + Rf/Rin, sempre de pelo menos 1.

Quando ocorre a saturação do amplificador operacional?

Quando a saída ideal, o ganho vezes a entrada, passa da tensão máxima de saída, um pouco abaixo da alimentação. Aí a saída fica travada no limite.