Fórmulas de Amplificadores operacionais

As fórmulas de amp-ops definem o ganho, a largura de banda e a resposta de andares amplificadores e de filtros construídos em torno de amplificadores operacionais. Estas calculadoras transformam valores de resistências de realimentação em ganho preciso e limites de frequência. São fundamentais para o condicionamento de sinais analógicos.

Calculadoras de Fórmulas de Amplificadores operacionais

Resultado resolvido para cada fórmula de Amplificadores operacionais

Fórmula Expressão Resultado resolvido
Amplificador Não Inversor Vout = Vin × (1 + Rf/Ri) Input Voltage 0.726 V, Feedback Resistor 100 Ω, Input Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = 1.056 V
Amplificador Inversor Vout = −Vin × Rf/Ri Input Voltage 0.726 V, Feedback Resistor 100 Ω, Input Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = -0.33 V
Amplificador Somador Vout = −Rf × (V1/R1 + V2/R2 + V3/R3) Input V1 0.726 V, Input V2 1.55 V, Input V3 155 mV, R1 100 Ω, R2 0.22 kΩ, R3 0.47 kΩ, Feedback Resistor 47 Ω → Output Voltage = -0.6879 V
Amplificador Diferencial Vout = (Rf/Ri) × (V2 − V1) Input V1 0.726 V, Input V2 1.55 V, Feedback Resistor 100 Ω, Input Resistor 0.22 kΩ → Output Voltage = 0.3745 V
Produto Ganho-Largura de Banda GBW = Ganho × f Voltage Gain 0.025, Frequency 100 Hz → Gain-Bandwidth Product = 2.5 Hz
Razão de Rejeição de Modo Comum CMRR = 20 × log10(Ad / Acm) Differential Gain 0.025, Common-Mode Gain 0.055 → CMRR = -6.848 dB
Ganho do Integrador com Amp-Op |Vout| = Vin / (2πfRC) Input Voltage 0.726 V, Frequency 5 Hz, Input Resistor 100 Ω, Feedback Capacitor 100 pF → Output Voltage = 2311 kV
Ganho do Diferenciador com Amp-Op |Vout| = Vin × 2πfRC Input Voltage 0.726 V, Frequency 5 Hz, Feedback Resistor 100 Ω, Input Capacitor 100 pF → Output Voltage = 0.2281 µV
Ganho do Amplificador de Instrumentação G = (1 + 2R1/Rg) × (R3/R2) R1 (input stage) 100 Ω, Gain Resistor 1 Ω, R3 (diff stage) 0.22 kΩ, R2 (diff stage) 0.47 kΩ → Gain = 94.09
Histerese do Trigger de Schmitt com Amp-Op Vhyst = Vref × R1 / (R1 + R2) Saturation Voltage 0.726 V, Feedback Resistor 100 Ω, Input Resistor 0.22 kΩ → Hysteresis Voltage = 0.2269 V
Largura de Banda do Amplificador de Transimpedância f3dB = √(GBW / (2π × Rf × Cf)) Op-Amp GBW 0.22 MHz, Feedback Resistor 100 Ω, Input Capacitance (Cd) 1 pF → −3 dB Bandwidth = 18.71 MHz
Condensador de Realimentação do TIA (Estabilidade) Cf = √(Cin / (2π · Rf · fGBW)) Input Capacitance 2.2 pF, Feedback Resistor 100 kΩ, Gain-Bandwidth 100 kHz → Feedback Capacitor = 5.917 pF
Largura de Banda Ótima do TIA f−3dB = √(fGBW / (2π · Rf · Cin)) Gain-Bandwidth 100 kHz, Feedback Resistor 100 kΩ, Input Capacitance 1 pF → Bandwidth = 0.3989 MHz
Tempo de Estabelecimento para Exatidão de N Bits ts = (N + 1) · ln2 · τ Resolution (bits) 0.025, Time Constant 0.22 µs → Settling Time = 156.3 ns
Ruído RMS do Amplificador Operacional Vn = en · √(NEB) Noise Density 0.1 nV/√Hz, Noise Bandwidth 100 Hz → RMS Noise = 1 nV

Variáveis usadas nas fórmulas de Amplificadores operacionais

  • Vout — Tensão de saída (V)
  • Vin — Tensão de entrada (V)
  • Rf — Resistência de realimentação (Ω)
  • Ri — Resistência de entrada da entrada inversora à massa (Ω)
  • V1, V2, V3 — Tensões de entrada (V)
  • R1, R2, R3 — Resistências de entrada (Ω)
  • R1 — Input resistor for V1 (Ω)
  • R2 — Input resistor for V2 (Ω)
  • R3 — Input resistor for V3 (Ω)
  • V1 — Tensão da entrada inversora (V)
  • V2 — Tensão da entrada não inversora (V)
  • GBW — Produto ganho-largura de banda (Hz)
  • Ganho — Ganho de tensão em malha fechada (V/V, adimensional)
  • f — Frequência máxima utilizável a esse ganho (Hz)
  • CMRR — Razão de rejeição de modo comum (dB)
  • Ad — Ganho diferencial (V/V, linear)
  • Acm — Ganho de modo comum (V/V, linear)
  • V_out — Magnitude da tensão de saída (V)
  • V_in — Magnitude da tensão de entrada (V)
  • R — Resistência de entrada (Ω)
  • C — Condensador de realimentação (F)
  • G — Ganho de tensão total (V/V)
  • R₁ — Resistências do andar de entrada (Ω, ambas iguais)
  • Rg — Resistência de definição de ganho (Ω)
  • R₃ — Resistência de realimentação do andar de diferença (Ω)
  • R₂ — Resistência de entrada do andar de diferença (Ω)
  • V_hyst — Metade da janela de histerese (V)
  • V_ref — Tensão de saturação de saída (V, tipicamente V+ ou V+ − 1,5 V para rail-to-rail)
  • f_3dB — Largura de banda a −3 dB do amplificador (Hz)
  • Cf — Condensador de realimentação para estabilidade (F)
  • Cin — Capacitância de entrada total (fotodíodo + amplificador) (F)
  • fGBW — Produto ganho-largura de banda do amplificador (Hz)
  • f−3dB — Largura de banda em malha fechada (Hz)
  • ts — Tempo de estabelecimento até ½ LSB (s)
  • N — Resolução em bits
  • τ — Constante de tempo dominante da resposta (s)
  • Vn — Ruído RMS total (V)
  • en — Densidade de ruído referida à entrada (V/√Hz)
  • NEB — Largura de banda equivalente de ruído (Hz)

Perguntas frequentes sobre Amplificadores operacionais

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