Dep.to Electrónica e Telecomunicações - Universidade de Aveiro Electrónica I Trabalhos Práticos

Transcrição

1 Trabalho prático nº 2: Amplificadores operacionais: configurações básicas (lineares) 1. Para a realização deste trabalho o amplificador operacional (OPAMP) pode ser considerado como uma caixa com as seguintes características ideais: a) R in = resistência de entrada infinita; b) R o =0 resistência de saída nula; c) A v = ganho infinito; d) L.B.= largura de banda infinita (o valor real é o que mais se afasta do ideal); e) V =V V o =0 amplificador perfeitamente balanceado; f) as características anteriores não variam com a temperatura. O amplificador operacional usado neste trabalho é o, cuja informação do fabricante é fornecida em anexo a este trabalho. É importante que os alunos consultem a informação relativa à pinologia e tensão de alimentação máxima bem como outra (ganho, largura de banda, resistência de entrada,...) de modo a familiarizaremse com o tipo de informação que é fornecida. 2.1 Configuração inversora Monte um amplificador operacional numa configuração inversora 2, tal como mostra o esquema da Fig. 2.1, de modo a apresentar um ganho de 10 e uma impedância de entrada de 10KΩ. Vi Fig. 2.1 Configuração inversora. 1. Aplique um sinal ao circuito e verifique que na entrada inversora ( ) do OPAMP se tem uma massa virtual. 2. Meça a resistência de entrada. 3. Meça o ganho do circuito e a frequência de corte. 4. Altere o valor de para, pelo menos, o dobro. Meça de novo o ganho e a frequência de corte. Que conclusões pode tirar? 5. Verifique, para as tensões de alimentação usadas, quais as tensões de saturação do OPAMP. 2.2 Configuração nãoinversora Monte um amplificador operacional numa configuração nãoinversora, tal como mostra o esquema da Fig. 2.2, de modo a apresentar um ganho de 11. Vi Fig. 2.2 Configuração nãoinversora. 1 Aplicações não lineares exigem geralmente a intodução de um elemento nãolinear (díodo por exemplo) ou o conceito de realimentação positiva. Algumas destas configurações serão abordadas ainda em Electrónica I mas o seu estudo só será feito noutras cadeiras. 2 Num esquema, as alimentações dos OPAMPs geralmente não são indicadas. No entanto, um circuito que não tenha os pinos de alimentação devidamente ligados não pode funcionar. Assim, recomendase que estas ligações (apesar de não indicadas) sejam as primeiras a serem efectuadas. Pág. 2.1

2 6. Aplique um sinal na entrada e meça o ganho do circuito. 7. Retire e e ligue directamente a saída do circuito à entrada do OPAMP. Meça o ganho do novo circuito (seguidor de tensão). Qual a utilidade de um circuito destes? 2.3 Configuração somadora Monte um amplificador operacional numa configuração somadora, tal como mostra o esquema da Fig. 2.3, de modo a apresentar um ganho de 1 relativamente às entradas vi1 e vi2. Para o circuito auxiliar, considere Rp=10KΩ e dimensione e de modo a que vi2 varie entre 5 e 5V. 15V Vi1 R3 R5 Rp Vi2 R4 15V Fig. 2.3 Configuração somadora. 8. Monte o circuito e verifique que a saída é a soma (invertida) dos dois sinais. 9. Confirme os resultados anteriores aplicando o mesmo sinal a vi1 e vi Configuração diferença Monte um amplificador operacional numa configuração diferença, tal como mostra o esquema da Fig. 2.4, de modo a apresentar um ganho unitário. Use para a entrada vi2 o circuito auxiliar da Fig Vi2 Vi1 Fig. 2.4 Configuração diferença. 10. Monte o circuito e verifique que a saída é a diferença dos dois sinais. 11. Confirme os resultados anteriores aplicando o mesmo sinal a vi1 e vi Integrador Monte um amplificador operacional como integrador, tal como mostra o esquema da Fig. 2.5, usando para e C os mesmos valores do integrador do trabalho 1. Explique a necessidade de utilizar a resistência e, para o valor usado, a partir de que frequências é que o circuito se comporta como um integrador ideal? C Vi Fig. 2.5 Integrador. Pág. 2.2

3 12. Estude o comportamento do circuito para sinais sinusoidais, triangulares e quadrados. 13. Compare com os resultados obtidos no trabalho Diferenciador Monte um amplificador operacional como diferenciador, tal como mostra o esquema da Fig. 2.6, usando para R e C os mesmos valores de e C do circuito anterior. Explique porque é que agora não é necessária a introdução de uma resistência em paralelo com o condensador. R Vi C Fig. 2.6 Diferenciador. 14. Estude o comportamento do circuito para sinais sinusoidais, triangulares e quadrados. 15. Compare com os resultados obtidos no trabalho 1. Pág. 2.3

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