Amplificadores Operacionais Aula 4

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1 Amplfcadore peracona Aula 4 Aula Maéra Cap./págna ª 6/02 2ª 9/02 3ª 23/02 4ª 26/02 5ª 0/03 6ª 04/03 7ª 08/03 8ª /03 9ª 5/03 0ª 8/03 Elerônca I PSI332 Programação para a Prmera Prova Inrodução, Revão de crcuo com Amp. p. º Amp p Comercal. Encapulameno do Amp p, Amp p deal, Anále de crcuo com Amp p dea. Exemplo 2.2 Somador, Confguração não nverora, egudor, amplfcador de dferença. Exercíco 2.5 Amplfcador de nrumenação, Funconameno do Amp p Não-Idea. Exemplo 2.3 e 2.4 peração do Amp p em grande excurão de nal, mperfeçõe cc, crcuo negrador e dferencador. Exemplo 2.6. Dodo deal, caraceríca do dodo real, equação de correne do dodo, exercíco. La de Crc. Elé. Cap. 2 - p Apêndce B, p.80-4 Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 2 p Sedra, Cap. 3 p Anále gráfca (rea de carga), modelo mplfcado de dodo, exercíco Sedra, Cap. 3 p Modelo para pequeno na, modelo de crcuo equvalene para pequena Sedra, Cap. 3 varaçõe (próxma do pono quecene), exercíco (exemplo 3.6 e 3.7) p peração na regão de rupura revera, dodo zener, Projeo de um regulador Sedra, Cap. 3 Zener, exercíco (exemplo 3.8) p Dagrama de bloco de uma fone de almenação c.c., crcuo refcador de Sedra, Cap. 3 mea onda, crcuo refcador de onda complea com enrolameno ecundáro p com omada cenral, exercíco: Aula de Exercíco Semana Sana (2/03 a 25/03/206) a. Semana de prova (28/03 a 0/04/206) Daa: xx/xx/206 (xxxx fera) Horáro: xx:xxh

2 4ª Aula: Amplfcadore peracona Imperfeçõe e Crcuo RC com A 2 Ao fnal dea aula você deverá ear apo a: - Apreenar a prncpa mperfeçõe do A - Explcar a nfluênca da mperfeçõe do A em aplcaçõe CC - Explcar a nfluênca da mperfeçõe do A em aplcaçõe CA, deermnando eu efeo no deempenho em frequênca - Analar crcuo negradore e dferencadore com A, explcando a mperfeçõe dee crcuo e como conorná-la Amp p não deal A Confguração Não-Inverora com Ganho A Fno e dependene da Frequênca A.. com: Impedânca de enrada nfna Impedânca de aída zero ma A (não vale c.c. vrual) Já vmo que na Conf. Não Inverora: G ñ nv v R / R = = v v + ( + R / RR)/ 2A ( R) nv / d = = + + G v ( R / R )/ A( ) Sabemo que na Conf. Inverora: G ñ nv R2 / R ω /( R / R ) G nv R2 / R = ω /( R / R ) 8

3 Amp p não deal A Confguraçõe Inverora e Não-nverora com Ganho A Fno e dependene da Frequênca 3 fc e f f ( e f 0 f b b ) R2 / R G ω /( R / R ) A.. c/ ganho A(jω) ω b ω = A ω 0 b G R / R ω /( R / R ) ω3 bb = ω R2 R /( / ) f = f /( R / R ) 3bB 82 Amp p não deal A Confguraçõe Inverora e Não-nverora com Ganho A Fno e dependene da Frequênca R2 / R G ω /( R / R ) 83

4 Amp p não deal A Confguraçõe Inverora e Não-nverora com Ganho A Fno e dependene da Frequênca 4 R2/ R G ω /( R / R ) +0V/V R2 / R G ω /( R / R ) 0V/V 84 Amp p não deal A Confguraçõe Inverora e Não-nverora com Ganho A Fno e dependene da Frequênca 0 deal deal deal 2 deal 85

5 Amp p não deal peraçõe com Grande Sna: Slew Rae (SR) ou Taxa Máxma de Varação da Tenão de Saída 5 C L C 86 Amp p não deal peraçõe com Grande Sna: Slew Rae (SR) ou Taxa Máxma de Varação da Tenão de Saída Lmação por Slew Rae: dv SR = d máx C Lmação por faxa de paagem: v A G v ω 0 = = + / ω = A ω 0 b ˆ ω v () = 0 ( AVID e ) 87

6 6 v = Ven ˆ ω Amp p não deal peraçõe com Grande Sna: Slew Rae (SR) e a Faxa de Paagem a Plena Poênca dv = ωvˆ co ω d e ω V > SR ˆ nal de aída dorcdo! Faxa de paagem a plena poênca: -Frequênca onde V max paa a er dorcda por SR: ω V = SR max f = M SR πv 2 max Noe que para f > f M a dorção ocorre para amplude menore que V max : V V M = max ω ω 88 v AVˆ e ω () = 0 ( ID ) v () I v () 89

7 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Tenão de ffe de Enrada 7 Tenão de ffe de enrada: mv a 5mV 90 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Tenão de ffe de Enrada Correção da Tenão de ffe de enrada: Se não preca amplfcar dede CC... 9

8 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Correne de ffe e de Polarzação de Enrada 8 Para um Amp p operar ele necea de correne de enrada, por menor que ela ejam. I B = I + I 2 B B2 I = I I S B B 2 92 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Correne de ffe e de Polarzação de Enrada Qual o efeo em um crcuo em malha fechada? V = I R I R B 2 B 2 vale ano para conf. nverora como não nverora! 93

9 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Correne de ffe e de Polarzação de Enrada 9 Inroduzndo um reor R 3 : V = I R + R ( I I R / R ) B2 3 2 B B2 3 Conderando apena o efeo de I B (I B = I B2 = I B ) [ ( / )] V = I R R + R R B 2 3 R 3 = R 2 / = RR R R R + R 2 94 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Correne de ffe e de Polarzação de Enrada Com o, ambém podemo analar o efeo de I S V = I R + R ( I I R / R ) B2 3 2 B B2 3 I = I I S B B 2 V = I R S 2 I = I + I / 2 B B S I = I I / 2 B2 B S CNCLUSÃ: No ermnal povo devemo colocar uma reênca CC gual àquela va pelo ermnal negavo!! Devemo SEMPRE garanr um camnho para a correne CC!!! 95

10 Amp p não deal Imperfeçõe CC: Correne de ffe e de Polarzação de Enrada 0 CNCLUSÃ: No ermnal povo devemo colocar uma reênca CC gual àquela va pelo ermnal negavo!! Devemo SEMPRE garanr um camnho para a correne CC!!! 96 Inegradore e Dferencadore A confguração nverora generalzada 97

11 Crcuo Inegrador Inveror e o crcuo começa a operar em =0: vc() = VC + () d C 0 comov () = v () v () = v () d V CR 0 C I C 98 Crcuo Inegrador ou, no domíno da frequênca: Vo( ) = = V ( ) CR jωcr Vo( ) = V ( ) ωcr φ =+ 90 Ganho nfno (Ad) em CC! f H Frequênca (caraceríca) do negrador 99

12 Crcuo Inegrador efeo da correne ou enão de offe na enrada 2 V S aumena lnearmene com o empo, aé aurar! I S aumena lnearmene com o empo, aé aurar! 00 Crcuo Inegrador Aenuando o efeo da correne ou enão de offe na enrada V S R ou I S v = V ( R / R) + I R CC S F S F V RF / R = V CR F 0

13 Crcuo Dferencador ou, no domíno da frequênca: Vo( ) = jωcr V ( ) Vo( ) V ( ) φ = 90 = ωcr Amplfcador de ruído Pouco ulzado Ganho nfno (Ad) em freq ala 02 Exemplo 2.6 Projee para A nv = 40dB, f H = khz e R n = kω V ( ) = = V ( ) Z ( Y ) ( ) R ( C + / R ) 2 2 V ( ) = = R2/ R V ( ) R + C R C R R V ( ) R / R = V ( ) C R 2 2ωK0/(FPB!) para =0 (CC) o ganho é R 2 /R Explo: ganho de 40dB 40dB = 00V V ou R / R = 00 para R n = k R =kω e R 2 =00kΩ e f 0 = khz C 2 =,59 nf ω = A ω Vmo ambém que 0 b f = A0fb = A0fb C2 = CR ACR

14 Exemplo 2.6 Projee para A nv = 40dB, f H = khz e R n = kω 4 k = 00 ω = 2πkHz 0,59nF k 00k +80º +35º +90º R F v ( ) =. d, 0 m CR 0 v 4 () = 0, 0 m Com R F p 0 ( / m) CR / v ( ) = v ( ) [ v ( ) v ( 0 )]( e F ) 3 6 v( ) = R F = 0, 0 0 = 00 V / 0 / 0 () 00 [ 00 0] e m 00( e m v = + = ) m/ 0m v ( m) = 00 ( e ) = 9, 5 V ( p/ m) v( m+ ) = 9, 5V e v( ) = 0 / 0 / 0 () 0 [ 0 ( 9, 5)] e m m 9, 5 e v = = + τ = RC F 05