Calculadora de ganancia op-amp

La ganancia de tensión de un amplificador operacional es la razón de lazo cerrado entre la tensión de salida y la de entrada cuando dos resistencias fijan la realimentación. Esta calculadora de ganancia de op-amp evalúa la etapa inversora ideal: la fuente alimenta el terminal inversor a través de la resistencia de entrada Rin, la salida regresa a ese nodo a través de la resistencia de realimentación Rf, y Av vale menos Rf entre Rin. Usted recibe la ganancia con signo y la magnitud en decibelios, calculada como veinte veces el logaritmo decimal de Rf entre Rin.

Ganancia de lazo cerrado del op-amp y la fórmula inversora Av = −Rf/Rin

Las hojas de datos de un amplificador operacional citan una ganancia de lazo abierto enorme, pero la cifra que usted usa en un circuito es la ganancia de tensión de lazo cerrado que marcan dos resistencias. Esta calculadora responde esa pregunta práctica para la conexión inversora: la señal de entrada llega al terminal inversor a través de Rin, la realimentación vuelve desde la salida a través de Rf, y el terminal no inversor se referencia a tierra de señal.

Bajo las idealizaciones habituales —ganancia de lazo abierto infinita, corriente de entrada nula y tierra virtual en el nodo inversor— la corriente Vin entre Rin por la resistencia de entrada iguala la corriente menos Vout entre Rf por la de realimentación. Al cancelar esas corrientes se obtiene Av igual a Vout entre Vin, igual a menos Rf entre Rin. El signo menos es la inversión que da nombre a la topología: un Vin positivo produce un Vout negativo cuando ambas resistencias son positivas.

Junto a la razón con signo, la herramienta informa la magnitud en decibelios como veinte veces el logaritmo en base diez de Rf entre Rin, igual que los gráficos de audio e instrumentación trazan el valor absoluto de Av. Las comprobaciones de libro son inmediatas. Diez kilohmios de entrada con cien kilohmios de realimentación producen Av igual a menos diez y veinte decibelios.

Resistencias iguales producen Av igual a menos uno y cero decibelios, el buffer inversor de ganancia unitaria. Una razón de realimentación 2.2 a 1 produce Av igual a menos 2.2. El motor no simula el producto ganancia-ancho de banda finito, la polarización de entrada, el offset ni la saturación; eso corresponde a una pasada SPICE cuando este primer número ya es correcto.

Conserve ambas resistencias en la misma unidad para que la razón sea honesta, y trate el resultado como la ganancia de lazo cerrado ideal que fija antes de preocuparse por el ancho de banda.

Tareas, diseño de laboratorio y pruebas de software que necesitan un Av estable

Los estudiantes se encuentran con la ganancia de op-amp cuando un curso de circuitos introduce la realimentación negativa, cuando un laboratorio les pide prever Vout entre Vin antes de medirla, y cuando un problema de concurso da dos resistencias y quiere Av sin simulador. Los profesores pueden generar claves de respuesta para pares en kilohmios sin mezclar unidades ni omitir el signo menos.

Quienes diseñan preamplificadores de audio, frontales de fotodiodo y acondicionadores de sensores usan la etapa inversora porque la tierra virtual mantiene quieto el nodo sumador y la ganancia es una razón simple. Conserve ambas resistencias en la misma unidad —ohmios con ohmios, kilohmios con kilohmios— porque solo importa la razón, y mezclar un kilohmio con un ohmio sin convertir es el error silencioso más frecuente.

Los chips reales siguen teniendo ganancia de lazo abierto finita, corriente de polarización de entrada y un producto ganancia-ancho de banda, así que trate este resultado como el primer paso ideal y compruebe después el ancho de banda y la estabilidad. La validación fallida no consume saldo, lo que abarata la exploración. Combine el resultado con una herramienta de ganancia no inversora cuando la topología sea uno más Rf entre Rg, o con una de ganancia de tensión en dB cuando ya tenga Vout y Vin en lugar de resistencias.