Sistemas Electrónicos. Amplificadores Operacionais

Transcrição

1 3-3- Unerdade de Aer Departament de Electrónca, Telecmuncaçõe e nfrmátca Stema Electrónc Metrad ntegrad em Engenhara de Cmputadre e Telemátca Amplfcadre Operacna Slde Sumár O Nullr e cncet de curt-crcut rtual Amplfcadr Operacnal deal eru real Cnfguraçõe báca d AmpOp Amplfcadr nerr Amplfcadr nã nerr Outra aplcaçõe Cmparadr de tenã Smadr de tenã Amplfcadr dferencal Slde

2 3-3- O Nullatr É um element abtract na anále de crcut. Um element que garante em multâne a cndçõe: A crrente que atraea é nula. A tenã a eu termna é nula. Cmprta-e cm um curt-crcut, p mpõe uma dferença de tenã nula. Ma, a mem temp, é um crcut-abert, p a crrente que atraea é nula. É pr ete fact cnhecd cm curt-crcut rtual. Nã exte na realdade nenhum element fíc cm eta dualdade de cmprtament. Slde 3 O Nratr É um element abtract na anále de crcut. Um element que garante em multâne a cndçõe: A crrente que atraea é ndefnda. A tenã a eu termna é ndefnda. Cmprta-e cm uma fnte de tenã deal, dad que a crrente que atraea é ndefnda. Ma, a mem temp, é também uma fnte de crrente deal p a tenã a eu termna é também ndefnda. Tal cm n ca d Nullatr, também nã exte nenhum element fíc cm eta dualdade de cmprtament. Slde 4

3 3-3- Curdade O fact de Nullatre Nratrerem element abtract em realzaçã fíca cnhecda, em nada cndcna: Píe realzaçõe à luz de ca que decnhecem actualmente. Um exempl dt, é ca d Memrtr. Um element prpt bre fr teórc da anále de crcut, reultante da relaçã decnhecda entre carga eléctrca e flux magnétc. Actualmente, é um element cm renad nteree, que pde relucnar a frma de deenhar chp de memóra d n cmputadre. A ua utldade na cmpreenã d cmprtament de algun crcut electrónc cmun, cm pr exempl, amplfcadre peracna. Slde 5 O Nullr Trata-e de um element cm d prt: Um prt de entrada, repreentad pr um nullatr. Um prt de aída, repreentad pr um nratr. O Nullré a repreentaçã deal d amplfcadr peracnal. Slde 6 3

4 3-3- Amplfcadr Operacnal - deal O amplfcadr peracnal deal cmprta-e cm um Nullr: Apreentand um curt-crcut rtual na entrada, Na aída nã apreenta qualquer retrçã, nem na tenã nem na crrente. A anále de crcut cm amplfcadre peracna tra partd deta dua prpredade Slde 7 Amplfcadr Operacnal - eal O amplfcadr peracnal real apreenta algun de relatamente a Nullr: O curt-crcut rtual mplca um ganh de tenã nfnt. Na realdade amplfcadre peracna ã deenhad cm ganh elead (tpcamente k). O fact de a crrente na entrada nerra (-) e nãnerra() erem nula mplca uma retênca de entrada nfnta. Na pratca a retênca de entrada pde er eleada ma nã nfnta (tpcamente MΩ). O Nullrnã tem qualquer lmtaçã de tenã u crrente n prt de aída. Num amplfcadr peracnal real a tenã é lmtada pela almentaçã d crcut e a crrente pela retênca de aída (baxa ma nã nula). Slde 8 4

5 3-3- Mdel d AmpOp O amplfcadr Operacnal (AmpOp) é um dpt cmpt pr dua entrada (entrada nerra (-) e entrada nã nerra ()) e uma aída. O AmpOpé cnttuíd nternamente pr uma cacata de amplfcadre cm tranítre. A caracterítca prncpa de td AmpOp ã: etênca de entrada eleada (~MΩ) etênca de aída baxa (~5Ω) Ganh de tenã elead (~k) A aída d AmpOpé uma tenã prprcnal à dferença de tenã entre a ua entrada nã nerra e nerra. A A ( ) Slde 9 Mdel d AmpOp Um píel mdel d AmpOpdee tmar em cnderaçã a ua caracterítca prncpa A entrada é repreentada pr uma retênca r de alr elead A aída, pr um equalente de Théenn, uma fnte de tenã dependente cntrlada pela dferença de tenõe entre a entrada ( ), em ére cm uma retênca r Slde 5

6 3-3- Cnfguraçõe báca d AmpOp Uma da cnfguraçõe ma utlzada d AmpOpé amplfcadr nerr. Um amplfcadr nerr é cnttuíd pr um AmpOpe dua retênca lgad cm e mtra na fgura. De eguda a anále dete crcut uand mdel equalente d AmpOp(cm r, re A) e mdel deal baead n Nullr. Slde Amplfcadr nerr Uand mdel deal -Nullr A Slde 6

7 Amplfcadr nerr r Uand mdel Equalente 4 A r 3 4 r A r r A r r Slde 3 Amplfcadr Nã nerr Sabend que a entrada d AmpOpé um curt crcut rtual A - Slde 4 7

8 3-3- Buffer de Ganh Untár Sabend que a entrada d AmpOpé um curt crcut rtual A Slde 5 Cmparadr de Tenã A caracterítca de tranferênca de um AmpOppde er explrada para efet de dcrmnaçã de na de tenã. Dad que ganh de tenã de AmpOpem malha aberta é mut grande, a gama de tenõe para a qua caracterítca de tranferênca exbe cm decle ganh em tenã, é mut reduzda. Fra dea gama de alre de, AmpOpapreenta uma caracterítca aturada. O alre de tenã de aturaçã crrepndem a alre da fnte de almentaçã utlzada. Slde 6 8

9 3-3- Cmparadr de Tenã Cmparadr Pt: Entrada n termnal eferênca n termnal - cc > r cc < r Cmparadr Negat: Entrada n termnal - eferênca n termnal cc cc < r > r Slde 7 Smadr de Tenã Um madrde tenã nã é ma que um amplfcadr nerr, utlzand ár ram de entrada. n k k k.. n.. n n n Slde 8 9

10 3-3- Amplfcadr Dferencal Um amplfcadr dferencal, é cm nme ndca um amplfcadr que reage à dferença entre d na. 4 3 Aplcand cncet de curt-crcut rtual: Um ca partcular urge quand 3 e 4 ( ) Slde 9