Calculadora de ganancia de OP AMP no inversor | Ganancia, Rf, Rin y Vout

Cómo usar la calculadora de OP AMP no inversor

Para usar la calculadora de OP AMP introduce tres valores. Automáticamente se calculará el campo en blanco. Si rellenas los cuatro campos, se recalculará el último valor calculado. Puedes modificar las unidades usando los selectores.

Cómo funciona un operacional no inversor

Una etapa con amplificador operacional en configuración no inversora produce una salida con la misma polaridad que la señal de entrada. En la ecuación ideal, la ganancia se fija con 'Rf' y 'Rin' y siempre es mayor o igual que 1. En un circuito real, la tensión de salida disponible depende de las tensiones de alimentación, de la capacidad real de excursión de salida, del rango de modo común de entrada y de la corriente que exija la carga. Es decir, la ecuación marca la ganancia ideal, pero el componente real puede saturarse si le pedimos más tensión o corriente de la que puede dar. Por eso los operacionales no inversores se usan mucho como buffers, acondicionadores de señal y etapas de ganancia moderada. La ecuación del operacional no inversor es la siguiente:

Una nota práctica: muchos amplificadores operacionales comunes solo pueden entregar o absorber alrededor de 20 mA, y a veces incluso menos según el modelo. Eso basta para señales, pero no para entregar potencia útil a una carga. Si lo que realmente necesitas es una línea de alimentación estable o una salida con más corriente, la calculadora de regulador de voltaje encaja mucho mejor.

Si quieres comparar la ecuación de ganancia y el cambio de signo, mira también la calculadora de OP AMP inversor. Y si estás creando una referencia o un bias para la entrada, la calculadora de divisor de tensión suele aparecer enseguida.

$$V_{out} = V_{in}\cdot\left(1+\dfrac{R_f}{R_i}\right)$$

Concepto de ganancia en operacionales

La ganancia de un amplificador operacional indica cuánto se amplifica la señal de entrada en la salida. En la configuración no inversora, esta ganancia depende directamente de la relación entre Rf y Ri y siempre es mayor o igual que uno. Ajustando estas resistencias se puede controlar con precisión el nivel de amplificación. Gracias a esto, los operacionales se utilizan mucho en buffers, etapas de previo, filtros activos y circuitos de acondicionamiento de señal.

Ejemplo #1

Tienes un OP AMP en configuración no inversora con 2[V] a la entrada. 'Rin' es 1k[Ω] y 'Rf' tiene un valor de 3k[Ω]. ¿Cuál será el valor de 'Vout'?

• Para calcular la tensión de salida usamos la ecuación previa y substituimos valores: $$V_{out} = V_{in}\cdot\left(1+\dfrac{R_f}{R_i}\right) = $$ $$= 2\cdot\left(1+\dfrac{3000}{1000}\right) = 8[V]$$

Ejemplo #2

Eres un guitarrista aficionado a la electrónica y quieres hacer un previo casero. Sabes que tu guitarra eléctrica saca una señal con una amplitud de 50 m[Vrms]. Esa señal la quieres amplificar antes de entregarla a un altavoz. Para ello decides usar un operacional en configuración no inversora. Si quieres que a esa etapa siguiente le llegue una señal de 1[Vrms], ¿qué configuración de resistencias usas?

• Podemos fijar una de las dos resistencias a un valor que nos sea conveniente y calcular la otra. Por ejemplo, fijaremos 'Rin' a 1k[Ω]. Posteriormente despejamos 'Rf' de la ecuación y substituimos: $$R_f = R_i\cdot\left(\dfrac{V_{out}}{V_{in}} - 1\right)= $$ $$= 1000\cdot\left(\dfrac{1}{0.05} - 1\right)= 19K[Ω]$$

Preguntas Frecuentes

• ¿Por qué usar un amplificador no inversor?
  Proporciona una alta impedancia de entrada y una ganancia de voltaje positiva, lo que significa que la señal de salida está en fase con la entrada.
• ¿Puede la ganancia ser menor a 1?
  No, la ganancia mínima para una configuración de OP AMP no inversor es 1 (seguidor de tensión o buffer). Si necesitas una ganancia menor a 1, puedes añadir un divisor de tensión en la entrada.
• ¿Cuál es la impedancia de entrada?
  Idealmente infinita. En la práctica, es muy alta (Megaohms a Gigaohms), determinada por los circuitos internos del OP AMP.
• ¿Cuáles son las aplicaciones comunes de los OP AMPs no inversores?
  Se utilizan ampliamente en amplificadores de audio, circuitos de acondicionamiento de señal y filtros activos debido a su capacidad para amplificar señales sin inversión de fase.