Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Wzmacniacz operacyjny – kalkulator wzmocnienia, Uout i dB

Oblicz wzmocnienie wzmacniacza operacyjnego dla układu odwracającego, nieodwracającego lub wtórnika. Sprawdź Av, napięcie wyjściowe, wzmocnienie w dB i porównanie wyniku z napięciem zasilania.

Układ i rezystory sprzężenia zwrotnego

Wybierz konfigurację, podaj rezystory i napięcie wejściowe. Wynik przelicza się automatycznie.
Av • Uout • dB
Kalkulator używa modelu idealnego wzmacniacza operacyjnego.
Dla sygnału stałego lub amplitudy analizowanej w modelu liniowym.
W układzie nieodwracającym Rg łączy wejście odwracające z masą.
Rf prowadzi z wyjścia do wejścia odwracającego.

Zasilanie – kontrola zakresu napięcia wyjściowego

V
Np. +5 V, +12 V lub +15 V.
V
Dla zasilania pojedynczego wpisz np. 0 V.
Ważne: kontrola szyn zasilania jest tylko granicą idealną. Rzeczywisty wzmacniacz może nie osiągać napięcia dokładnie równego szynom; zależy to od konkretnego układu, obciążenia i dokumentacji producenta.

Wynik wzmacniacza operacyjnego

Wzmocnienie Av
10,0000×
nieodwracające
Wzmocnienie
20,0000 dB
20·log10(|Av|)
Idealne Uout
5,0000 V
Vin × Av
Zakres zasilania
OK
wynik mieści się między szynami
Stosunek Rf / R
9,0000
Rf / Rg
Polaryzacja
0°
bez odwrócenia fazy
Podsumowanie:
Dla Rg = 10 kΩ i Rf = 90 kΩ układ nieodwracający ma wzmocnienie 10×. Napięcie 0,5 V daje idealnie 5 V na wyjściu.
Wynik dotyczy modelu idealnego. W praktyce sprawdź zakres napięcia wejściowego, pasmo, slew rate, obciążenie i dopuszczalny swing wyjścia w nocie katalogowej konkretnego wzmacniacza.

Kalkulator wzmacniacza operacyjnego pozwala szybko policzyć wzmocnienie napięciowe i idealne napięcie wyjściowe. Wybierz układ odwracający, nieodwracający albo wtórnik, wpisz rezystory oraz Vin i porównaj wynik z napięciem zasilania.

To narzędzie dotyczy podstawowego modelu liniowego ze sprzężeniem zwrotnym. Nie zastępuje doboru konkretnego wzmacniacza operacyjnego pod kątem pasma, szumów, prądu wejściowego, obciążenia czy stabilności.

Policzyłeś wzmacniacz operacyjny - co warto sprawdzić dalej?

W praktycznym torze pomiarowym wzmacniacz operacyjny często współpracuje z mostkiem, bocznikiem albo ADC. Te narzędzia pozwolą domknąć cały tor sygnałowy.

Pełną ścieżkę od podstaw do zasilania i pomiarów znajdziesz w Akademii Elektroniki.

Wzmocnienie układu odwracającego i nieodwracającego

W układzie nieodwracającym sygnał trafia na wejście oznaczone znakiem „+”. Wzmocnienie jest dodatnie, więc wyjście zachowuje polaryzację sygnału wejściowego. Rezystor Rf tworzy sprzężenie zwrotne z wyjścia, a Rg łączy wejście odwracające z punktem odniesienia.

W układzie odwracającym sygnał trafia przez rezystor Rin na wejście „−”. Wzmocnienie ma znak ujemny, dlatego dla dodatniego Vin otrzymujemy ujemne Uout względem punktu odniesienia. Moduł wzmocnienia zależy od stosunku Rf do Rin.

Wtórnik napięciowy jest szczególnym przypadkiem sprzężenia zwrotnego: idealne Av wynosi 1, więc napięcie wyjściowe podąża za napięciem wejściowym. Taki układ jest używany jako bufor między stopniami o różnych impedancjach.

Wzory używane przez kalkulator

Dla modelu idealnego podstawowe zależności są proste i wynikają z ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Avnieodwr. = 1 + Rf / Rg
Avodwr. = −Rf / Rin
Uout = Av · Vin
GdB = 20 · log10(|Av|)

Znak Av opisuje również zmianę polaryzacji: ujemne Av oznacza odwrócenie fazy o 180° dla analizowanego sygnału.

Wzmocnienie razy a wzmocnienie w dB

Wzmocnienie liniowe mówi wprost, ile razy większe lub mniejsze jest idealne napięcie wyjściowe od wejściowego. Av = 10 oznacza dziesięciokrotne wzmocnienie amplitudy, a Av = −10 oznacza tę samą wartość modułu z odwróceniem polaryzacji.

Skala decybelowa jest wygodna przy porównywaniu stopni, filtrów i charakterystyk częstotliwościowych. Wzmocnienie napięciowe 10× odpowiada 20 dB, 100× odpowiada 40 dB, a 2× to około 6,02 dB.

Dla wtórnika |Av| = 1, dlatego wynik wynosi 0 dB. To nie oznacza braku funkcji układu — wtórnik może nadal bardzo skutecznie separować źródło sygnału od obciążenia.

Napięcie zasilania a możliwe Uout

Idealne równanie może dać napięcie wyjściowe wyższe niż napięcie zasilania. Fizyczny wzmacniacz nie może jednak wygenerować napięcia poza dostępnymi szynami. Dlatego kalkulator porównuje idealne Uout z podanym V+ i V− i sygnalizuje przekroczenie zakresu.

Nawet wynik znajdujący się matematycznie pomiędzy szynami nie gwarantuje poprawnej pracy. Część układów potrzebuje zapasu napięcia od jednej lub obu szyn. Wzmacniacze typu rail-to-rail mogą pracować bliżej granic, ale rzeczywisty zakres zależy m.in. od obciążenia.

Dlatego napięcie zasilania w tym kalkulatorze służy jako szybka kontrola logiczna, a dokładny dopuszczalny zakres należy zawsze sprawdzić w nocie katalogowej użytego układu.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Jeśli potrzebujesz dużego wzmocnienia, nie zwiększaj bez końca wartości Rf. Bardzo duże rezystancje mogą zwiększać wpływ prądów polaryzacji, szumów i pojemności pasożytniczych.

Przy większym wymaganym Av często lepiej rozważyć kilka stopni o umiarkowanym wzmocnieniu i sprawdzić wymagane pasmo całego toru.

Dla ucznia i studenta – interpretacja Av, Vin i Uout

W zadaniu najpierw rozpoznaj typ układu po sposobie podania sygnału i połączeniu rezystorów. To decyduje o wzorze na Av i o znaku napięcia wyjściowego.

  • Av dodatnie – wyjście ma tę samą polaryzację co wejście.
  • Av ujemne – sygnał jest odwrócony o 180° w modelu napięciowym.
  • Av = 1 – wtórnik napięciowy, czyli bufor bez wzmocnienia amplitudy.
  • dB – dla napięcia używamy 20·log10(|Av|), a nie samego znaku Av.
  • Kontrola wyniku – Uout nie może fizycznie wyjść poza napięcia zasilania.

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

Zadanie 1 – wzmacniacz nieodwracający

Treść: Rg = 10 kΩ, Rf = 90 kΩ, Vin = 0,5 V. Oblicz Av i idealne Uout.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Av: 1 + 90/10 = 10.

Uout: 10 × 0,5 V = 5 V.

Odpowiedź: Av = 10×, Uout = 5 V, czyli 20 dB.
Zadanie 2 – wzmacniacz odwracający

Treść: Rin = 10 kΩ, Rf = 47 kΩ, Vin = 0,2 V. Oblicz wzmocnienie i napięcie wyjściowe.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Av: −47/10 = −4,7.

Uout: −4,7 × 0,2 V = −0,94 V.

Odpowiedź: Av = −4,7×, Uout = −0,94 V.
Zadanie 3 – wynik poza zasilaniem

Treść: Układ nieodwracający ma Av = 20 i Vin = 0,8 V. Zasilanie wynosi ±12 V. Czy idealny wynik jest możliwy?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Idealne Uout: 20 × 0,8 V = 16 V.

16 V przekracza dodatnią szynę +12 V, więc rzeczywisty układ wejdzie w ograniczenie wcześniej lub najpóźniej przy granicy zasilania.

Odpowiedź: idealne 16 V nie mieści się w zasilaniu ±12 V.
Zadanie 4 – wtórnik napięciowy

Treść: Na wejściu wtórnika jest 1,25 V. Ile wynosi idealne Uout i wzmocnienie w dB?

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie

Av: 1.

Uout: 1 × 1,25 V = 1,25 V.

dB: 20 log10(1) = 0 dB.

Odpowiedź: Uout = 1,25 V, Av = 1× i 0 dB.

Najczęstsze błędy przy obliczaniu wzmacniacza operacyjnego

  • Pomylenie układu odwracającego z nieodwracającym – mają inne wzory i inny znak Av.
  • Pominięcie jedynki w układzie nieodwracającym – Av to 1 + Rf/Rg.
  • Użycie wartości rezystorów w różnych jednostkach – stosunek jest poprawny tylko po zachowaniu spójności jednostek.
  • Brak kontroli zasilania – matematyczne Uout może być niemożliwe do uzyskania.
  • Traktowanie modelu idealnego jako danych konkretnego układu – rzeczywisty wzmacniacz ma ograniczone pasmo, szybkość narastania i zakres napięć.

Ciekawostka

Wtórnik napięciowy ma wzmocnienie 1× i 0 dB, ale nadal jest bardzo użyteczny: może odseparować źródło o dużej impedancji od obciążenia wymagającego większego prądu, nie zmieniając przy tym idealnej amplitudy napięcia.

Dalsza ścieżka w Elektronice

Jeśli chcesz połączyć ten temat z innymi elementami obwodu, przejdź do Akademii Elektroniki. Zebraliśmy tam kalkulatory, tablice i poradniki w kolejności od podstaw do praktycznych układów.

FAQ – wzmacniacz operacyjny, wzmocnienie i napięcie wyjściowe

W modelu idealnym Av = 1 + Rf/Rg, gdzie Rf jest rezystorem sprzężenia zwrotnego, a Rg łączy wejście odwracające z punktem odniesienia.

W modelu idealnym Av = -Rf/Rin. Znak minus oznacza odwrócenie polaryzacji sygnału wyjściowego względem wejściowego.

Pomnóż napięcie wejściowe Vin przez wzmocnienie Av. Otrzymany wynik trzeba jeszcze porównać z możliwościami zasilania i konkretnego wzmacniacza.

Ujemne Av oznacza, że wyjście ma przeciwną polaryzację względem wejścia; dla sygnału zmiennego odpowiada to odwróceniu fazy o 180 stopni.

Dla wzmocnienia napięciowego 10 razy wynik wynosi 20 dB, ponieważ 20·log10(10) = 20.

Wtórnik ma Av = 1, więc 20·log10(1) = 0 dB. Nie wzmacnia amplitudy napięcia, ale może działać jako bufor.

Nie. Jeśli idealny wzór daje wynik poza szynami zasilania, rzeczywisty wzmacniacz wejdzie w ograniczenie. Często nie osiąga też dokładnie samych szyn.

Nie zawsze. Zakres wyjściowy zależy od konkretnego układu, obciążenia, napięcia zasilania i warunków podanych w nocie katalogowej.

Stosunek rezystorów nie zależy od wybranej jednostki, jeśli oba opory zostaną poprawnie przeliczone. Można więc używać Ω, kΩ lub MΩ.

W układzie odwracającym moduł Av zwiększy się dwa razy. W nieodwracającym wzrost zależy od składnika 1 + Rf/Rg.

Nie. Obliczenia dotyczą podstawowego modelu idealnego. Dla sygnałów zmiennych pasmo, slew rate i stabilność trzeba sprawdzić dla konkretnego wzmacniacza.

Sprawdź zakres napięcia wejściowego, wymagane napięcie wyjściowe, zasilanie, pasmo, obciążenie, szumy oraz wartości elementów współpracujących, np. filtrów RC.

Ostatnia aktualizacja: 24.08.2026