🔌 Calculadora de Resistores para Amp-Op

O amplificador operacional é o cavalo de batalha do projeto analógico, e dois valores de resistor definem o ganho das duas configurações mais comuns. No amplificador não inversor, o ganho é G = 1 + Rₘ/R₁, sempre maior que um. No amplificador inversor, o ganho é G = −Rₘ/R₁, que pode atenuar ou amplificar e ainda inverte a fase. Escolher os valores é um equilíbrio constante: baixos demais e você carrega a fonte e queima potência; altos demais e o ruído e os erros de corrente de polarização dominam.

Na prática, para ganhos entre 1 e 10, use resistores na faixa de 1 a 100 kΩ. Em ganhos altos, o resistor de realimentação multiplicado pela capacitância de entrada forma um polo que limita a largura de banda, e resistores de valor alto geram ruído térmico. A calculadora resolve o problema nas duas direções — o ganho a partir dos resistores, ou o resistor que entrega um ganho alvo — e ainda mostra o resultado em forma linear e em dB.

Na configuração inversora, a terra virtual na entrada − faz com que a corrente por R₁ seja igual à corrente por Rₘ, resultando em G = −Rₘ/R₁. Na configuração não inversora, a realimentação força a entrada − a seguir V+, o que dá G = 1 + Rₘ/R₁. A calculadora aplica essas relações diretamente e, no modo de resolução, as rearranja para encontrar o resistor que falta.

O resistor de realimentação necessário (no modo de resolução) e o ganho em dB são as saídas que os projetistas copiam direto para as anotações de projeto. A largura de banda vem do produto ganho-largura de banda do amp-op: a banda em malha fechada é GBW/G, então um amp-op de 10 MHz configurado para ganho 10 entrega cerca de 1 MHz de banda. Para decodificar os resistores que você tem na bancada, cruze com a calculadora de código de cores de resistores.

1. Escolha a configuração: inversor ou não inversor.
2. Escolha o sentido do cálculo: ganho pelos resistores, ou resistor pelo ganho.
3. Informe os dois resistores (ou o ganho mais um resistor).
4. Clique em Calcular para ver o ganho (linear e em dB) ou o resistor que falta.
5. Escolha um valor da série E padrão próximo do resultado.

Por que a fórmula do inversor tem sinal de menos?

Porque o sinal entra pela entrada inversora, a saída fica 180° fora de fase com a entrada. Em sinais CA isso só importa para a polaridade; em circuitos CC significa que a saída oscila na direção oposta à entrada.

Que faixa de resistores devo usar?

Mire em 1 a 100 kΩ. Abaixo disso, a impedância da fonte e o drive da saída do amp-op viram limites; acima, crescem o ruído térmico (que escala com √R) e os erros de corrente de polarização. Para CC de precisão, mantenha Rₘ ≤ 1 MΩ.

Como faço um ganho não inversor de exatamente 1?

Use Rₘ = 0 (curto-circuito) e remova R₁, ou use a ligação clássica de seguidor de tensão. A calculadora retorna um resistor de realimentação de 0 nesse caso; você não precisa de resistor para o terra na entrada inversora.

O que limita a largura de banda em ganho alto?

O produto ganho-largura de banda (GBW) do amp-op. A banda em malha fechada ≈ GBW / ganho. Um amp-op de 10 MHz com ganho 100 entrega apenas 100 kHz de banda útil. Para ganho alto e frequência alta, ponha estágios em cascata ou escolha um amplificador mais rápido.

Dá para construir um atenuador com um estágio inversor?

Sim. Com Rₘ < R₁, o estágio inversor atenua e a impedância de entrada é simplesmente R₁. É uma forma comum de reduzir um sinal grande de sensor para a faixa do conversor A/D enquanto se isola a fonte.

A calculadora considera tensão de offset e corrente de polarização?

Não — ela assume um amp-op ideal. Componentes reais têm tensão de offset de entrada (de microvolts a milivolts) e correntes de polarização (de pA a nA) que adicionam pequenos erros, piores em projetos de alta impedância ou alto ganho. Use amplificadores de baixo offset ou chopper para CC de precisão.

Mantenha os dois resistores entre 1 e 100 kΩ na maioria dos projetos. Abaixo de 1 kΩ, a saída do amp-op e a fonte precisam dirigir impedâncias baixas; acima de 1 MΩ, entram ruído e correntes de polarização. Use valores da série E padrão e não persiga ganhos exatos — resistores de 1% dão cerca de 2% de precisão no ganho. Na entrada não inversora, adicione um resistor igual ao paralelo R₁||Rₘ para balancear as correntes de polarização em amp-ops bipolares. Lembre do balanço ganho-banda: em ganho alto a banda cai, então prefira dois estágios em cascata a um único estágio de ganho enorme. Desacople os pinos de alimentação com capacitores de 100 nF perto do chip.