Amplificadores Operacionais Aula 3

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1 mplifiadores peraionais ula PSI/EPUSP ula Matéria Cap./página ª 6/0 ª 9/0 ª /0 ª 6/0 5ª 0/0 6ª 0/0 7ª 08/0 8ª /0 9ª 5/0 0ª 8/0 PSI/EPUSP Eletrônia I PSI Programação para a Primeira Proa Introdução, eisão de iruitos om mp. p. º mp p Comerial. Enapsulamento do mp p, mp p ideal, nálise de iruitos om mp ps ideais. Exemplo. Somador, Configuração não inersora, seguidor, amplifiador de diferenças. Exeríio.5 mplifiador de instrumentação, Funionamento dos mp ps Não-Ideais. Exemplo. e. peração dos mp ps em grande exursão de sinal, imperfeições, iruitos integrador e difereniador. Exemplo.6. Diodo ideal, araterístias do diodo real, equação de orrente do diodo, exeríios. Listas de Cir. Elét. Cap. - p. 8-6 pêndie B, p.80- Sedra, Cap. p. 6-5 Sedra, Cap. p Sedra, Cap. p Sedra, Cap. p nálise gráfia (reta de arga), modelos simplifiados de diodos, exeríios Sedra, Cap. p Modelo para pequenos sinais, modelos de iruitos equialentes para pequenas Sedra, Cap. ariações (próximas do ponto quiesente), exeríios (exemplos.6 e.7) p peração na região de ruptura reersa, diodo zener, Projeto de um regulador Sedra, Cap. Zener, exeríios (exemplo.8) p Diagrama de bloos de uma fonte de alimentação.., iruito retifiador de Sedra, Cap. meia onda, iruito retifiador de onda ompleta om enrolamento seundário p om tomada entral, exeríios:.. ula de Exeríios Semana Santa (/0 a 5/0/06) a. Semana de proas (8/0 a 0/0/06) Data: xx/xx/06 (xxxx feira) Horário: xx:xxh 6

2 ª ula: mplifiadores peraionais Ciruitos empregando mp ps reais o final desta aula oê deerá estar apto a: - Determinar as impedânias (resistênias) de entrada e de saída de iruitos empregando s - Entender os ganhos de modo diferenial e modo omum de um iruito - Expliar as antagens do mplifiador de Diferenças (e seus problemas) - Expliar o prinipio de funionamento do mplifiador de Instrumentação e suas antagens PSI/EPUSP 7 Um mplifiador de Diferenças Simples PSI/EPUSP 8

3 Um mplifiador de Diferenças Simples ideal superposição!!! I I I I + Para fazer uma diferença om ponderação : + + Podemos simplesmente fazer: PSI/EPUSP 9 Um mplifiador de Diferenças Simples ideal e + + I I + I I I I ( ) Id d Id Na prátia para que fazemos PSI/EPUSP 50

4 mplifiadores peraionais Expressão ompleta do Ganho em berto do mplifiador peraional id o id + d id ( ) d ( ) Se não for o mesmo para as duas entradas: identidade + ( + ) ( ) + ( ) did + mim d m PSI/EPUSP 5 id im Se m 0 : did ( ) Ciruitos om mplifiadores peraionais Expressão ompleta do Ganho em berto do CICUIT Id CM I I o.. 0 log do ou do Ciruito CICUIT + d m d Id m Im Id I I + I I Im identidade PSI/EPUSP 5

5 Um mplifiador de Diferenças Simples nálise do Ganho de Modo Comum do Ciruito Um únio sinal de modo omum apliado à entrada ( 0) + d id m Im.. irtual! ideal omo i i : i Im Im + PSI/EPUSP 5 o Im i + o Im Im + + o + Im Im + Um mplifiador de Diferenças Simples nálise do Ganho de Modo Comum do Ciruito Um únio sinal de modo omum apliado à entrada ( 0).. irtual! d ideal o + Im o m Im + se temos m 0 se temos m 0 PSI/EPUSP 5 5

6 Exemplo (sinais CC ): esolhemos Um mplifiador de Diferenças Simples nálise do Ganho de Modo Comum do Ciruito d se e Id o m Im + Supondo pior aso: k e m d 05 Ω 95kΩ 050Ω e 950Ω , mv e 5V 00k Ω± 5% k Ω± 5% PSI/EPUSP 55 Id Im ideal did + mim 00 mv + 0, 8 5V 00mV + 0, 9V!!! Um mplifiador de Diferenças Simples nálise da esistênia Diferenial de Entrada do Ciruito id i Id i e i i Id i i id PSI/EPUSP 56 6

7 Quadripolos PSI/EPUSP 57 epresentação por Parâmetros Híbridos Inertidos (Parâmetros G) PSI/EPUSP 58 7

8 Um mplifiador de Diferenças Simples nálise da esistênia de Saída do Ciruito V I " " 0 i Id Curto a entrada Injeto uma orrente na saída Determino a tensão de saída resultante i 0 0 Id i 0 id 0 d id + i i 0 i 0 i 0 PSI/EPUSP 59 Um mplifiador de Diferenças Simples o m Im + PSI/EPUSP 60 8

9 Um mplifiador de Diferenças Simples Caraterístias Gerais mplifiador de Diferenças simples possui duas defiiênias: Baixa impedânia de entrada para altos ganhos ( id ) Não é fáil ariar o ganho diferenial, pois preisamos ariar as resistênias aos pares (p.ex. e ) Difíil manter CM baixo Id se e esoleremos estes problemas a seguir, atraés do mplifiador de Instrumentação PSI/EPUSP 66 Um Ciruito Melhor: mplifiador de Instrumentação eleada impedânia de entrada amp. não inersor amplifiador de diferenças º estágio: impedânia e ganho!!! amp. não inersor PSI/EPUSP 67 9

10 Um Ciruito Melhor: mplifiador de Instrumentação, Id, Id + + I I + Id esolemos alguns problemas, riamos outros... Im é amplifiado no º estágio amplifiadores do º estágio tem que ser perfeitamente asados ganho ainda é difíil de ariar d PSI/EPUSP 68 Um Ciruito Melhor: mplifiador de Instrumentação Uma mudança sutil e de amplas impliações PSI/EPUSP 69 0

11 Um Ciruito Melhor: mplifiador de Instrumentação Uma mudança sutil e de amplas impliações urto-iruito irtual urto-iruito irtual PSI/EPUSP 70 Um Ciruito Melhor: mplifiador de Instrumentação Uma mudança sutil e de amplas impliações bsere que: Não depende do asamento dos resistores Im s resultam em orrente nula atraés de : Im passa ao º estágio sem amplifiar, Id passa amplifiando Ganho pode ser ariado apenas modifiando o resistor PSI/EPUSP 7

12 PSI/EPUSP 7 mp p não ideal perações om Grandes Sinais: saturação +5V 5V PSI/EPUSP 75

13 mplifiadores peraionais (μ 709) Não é possíel exibir esta imagem no momento. +V V + + V ( V) ref + V o id PSI/EPUSP 76 V mplifiadores peraionais (μ 709) +V + V ( V) ref + +V se V V + V ( V ) ref 0 V V PSI/EPUSP 77