Calculadora de ganancia de amplificador operacional

Cómo se usa

1. Elija el Circuito: inversor, no inversor, seguidor de tensión, diferencial o sumador, o Elegir resistencias para una ganancia.
2. Escriba las casillas de resistencia que usa el circuito, por ejemplo Resistencia de realimentación Rf 10k y Resistencia de entrada R1 1k. Los demás campos se ignoran.
3. Escriba la tensión o las tensiones de entrada. Lea Ganancia y Tensión de salida Vout, y después abra Cálculo, paso a paso.
4. Para Elegir resistencias para una ganancia, escriba la Ganancia objetivo y el circuito al que corresponde. La tabla Pares de resistencias más próximos muestra los pares E12 o E24 más cercanos.

Los circuitos

Un amplificador operacional con realimentación negativa mantiene sus dos entradas a la misma tensión. En el circuito inversor, la entrada inversora es una masa virtual, así que la corriente de entrada pasa por Rf, y la ganancia es el cociente de las dos resistencias.

Inversor:        Vout = −(Rf ÷ R1) × Vin
No inversor:    Vout = (1 + Rf ÷ Rg) × Vin
Seguidor:       Vout = Vin
Diferencial:    Vout = ((Rf + R1) ÷ R1) × (Rg ÷ (Rg + R2)) × V2 − (Rf ÷ R1) × V1
                ganancia Rf ÷ R1 cuando R1 ÷ Rf = R2 ÷ Rg
Sumador:        Vout = −Rf × (V1 ÷ R1 + V2 ÷ R2 + V3 ÷ R3)

• La ganancia inversora es negativa, así que la salida se invierte, y su módulo puede ser menor que 1. La ganancia no inversora nunca es menor que 1.
• El seguidor tiene una ganancia exactamente igual a 1 y una impedancia de entrada alta, así que aísla una fuente de la carga que alimenta.

Elegir resistencias normalizadas

Las resistencias se fabrican en valores normalizados: la serie E12 tiene 12 valores en cada década, y la E24, 24. El cociente de dos valores normalizados da una ganancia cercana a la objetivo, y la calculadora busca entre los pares el error más pequeño.

Inversor:        Rf ÷ R1 = |G|
No inversor:    Rf ÷ Rg = G − 1

• Cada valor normalizado es el más próximo de su serie, así que la ganancia real difiere de la objetivo en unos pocos por ciento. Esa diferencia es el error de la tabla.
• Una resistencia mayor carga menos la salida, pero una muy grande añade más ruido y aumenta el error por corriente de polarización. Una resistencia del orden de kiloohmios es un compromiso habitual.

Lo que la calculadora no cubre

• Los límites del amplificador: su ganancia y ancho de banda finitos, la tensión de offset, la corriente de polarización y la excursión de salida cerca de los raíles de alimentación. Cerca de los raíles la salida se satura y la fórmula deja de valer.
• La respuesta en frecuencia: por encima del ancho de banda del amplificador la ganancia cae, así que estas fórmulas dan solo la ganancia en continua o a baja frecuencia.
• La estabilidad y las cargas capacitivas, que pueden hacer oscilar un circuito.

Preguntas frecuentes