UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E TECNOLOGIAS LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA ELECTRÓNICA GERAL

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Adelina Zilda Sanches Carreira
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1 UNIVERSIDDE LUSÓFON DE HUMNIDDES E TENOLOGIS LIENITUR EM ENGENHRI ELETROTÉNI ELETRÓNI GERL º TRLHO DE LORTÓRIO Montagens básicas com mpops e características não ideais dos mpops João eirante

2 1. Introdução É objectivo deste trabalho a familiarização com as propriedades reais e com as aplicações dos amplificadores operacionais (ampops), um dos dispositivos electrónicos mais versáteis e comuns, utilizados em projectos de electrónica. Neste trabalho, são considerados vários circuitos com ampops, com base nos quais serão estudadas algumas das suas características não ideais, além dos circuitos mais usuais.. Equipamento Gerador de funções Osciloscópio Multímetro Kit de componentes readboard abos N Fios Material diverso. mplificador não inversor.1. Monte o circuito da Fig. 1 e ajuste as fontes de alimentação para +15V e -15V. Meça as tensões nos pontos, e D com a entrada :.1.1. Ligada à massa;.1.. Ligada a +15V;.1.. Ligada a 15V;.. Em função das medidas efectuadas estime o valor do ganho do circuito... Ligue a entrada a +15V. Em paralelo com R 1 coloque uma outra resistência de igual valor. Meça as tensões nos pontos, e D. Qual o valor do ganho?.. Em paralelo com R coloque uma outra resistência de igual valor. Meça as tensões nos pontos, e D. Qual o valor do ganho? R a Rb 100Ω R Figura 1 D R. mplificador inversor Figura

3 .1. Monte o circuito da Fig.. juste as fontes de alimentação do ampop a +15V e a 15V;.1.1. om o ponto em aberto, meça a tensão nos pontos e ;.1.. om a entrada a +1V meça a tensão nos pontos e ;.1.. om a entrada a -1V meça a tensão nos pontos e ;.. Estime o valor do ganho em função dos resultados obtidos nos pontos anteriores;.. oloque a entrada ligada a +1V; coloque em paralelo com uma das resistências R 1 ou R uma outra de igual valor por forma a reduzir o ganho para metade;.. oloque em paralelo com uma das resistências R 1 ou R uma outra de igual valor por forma a aumentar o ganho para o dobro;.5. plique em i um sinal sinusoidal de 1V de amplitude e 1kHz de frequência Registe as formas de onda, e..5.. Qual o ganho medido no circuito real?.5.. ompare o ganho teórico com o real e critique os resultados... Mantenha a frequência do sinal de entrada e suba gradualmente a sua amplitude até V de amplitude...1. Registe as formas de onda, e.... ritique os resultados comparando o obtido na prática com o que seria expectável teoricamente. ompare o valor de vo com Vcc. Justifique esta diferença... om o sinal na situação do ponto anterior ajuste os dois canais do osciloscópio de forma a que e fiquem sobrepostos. Faça a frequência variar gradualmente de 1kHz a 100kHz...1. Registe as formas de onda, e à frequência de 100kHz.... ritique os resultados..8. plique em uma onda quadrada com 1V de amplitude e frequência 1kHz. Faça a frequência aumentar gradualmente até aos 100kHz Registe as formas de onda e a 1kHz, 10kHz, 50kHz e 100kHz..8.. Porque é que a onda de saída é distorcida?.8.. ompare o slew-rate teórico com o obtido na prática..9. oloque uma resistência de 1k? entre o ponto e a massa onsidere esta resistência adicional como uma resistência de carga. plique em uma onda quadrada com 1V de amplitude e frequência 1kHz ompare o sinal v i com v o. Substitua a resistência de carga para 100?. ompare novamente o sinal v i com v o. Que observa. ritique. 5. mplificador diferença Rf 5.1. Determine a relação entre a saída vo e as entradas v1 e v. V V1 R Vo R

4 5.. Monte o circuito da Fig. e aplique em v1 e v um mesmo sinal sinusoidal de 1 Vpp e 1kHz de frequência. Registe as formas de onda v1, v e vo. ompare os resultados teóricos com os práticos.. Estudo da tensão de offset do ampop 100Ω D R 10k Ω.1. Monte o circuito da Fig. e meça a tensão de offset do ampop. Qual o valor obtido?.. Tendo em conta o valor anterior, calcule qual deverá ser a tensão de desvio na entrada, v OS (entre as entradas (+) e (-) do ampop)... Meça a tensão entre as entradas (+) e (-) do ampop e compare com o valor calculado... tensão de offset, na prática, deve ser compensada utilizando os pinos 1 e 5, como indicado na Fig. 5. Faça a montagem e compense a tensão de offset. Qual a tensão colocada em cada um dos pinos (1 e 5)?.5. ompare o valor que obteve com os valores fornecidos pelo fabricante. R- 100kΩ R+ 100kΩ R 100Ω R 100kΩ Figura R 1 5 E +15V R -15V Pot k Ω -15V. Detector de passagem por zero (comparador sem histerese) Figura 5 s Figs. e apresentam os esquemas de dois circuitos detectores de passagem por zero..1. Monte o circuito da Fig.. plique na entrada uma onda sinusoidal com amplitude de V de amplitude e Vi frequência 500Hz. Esboce as formas de onda da entrada e saída. om base nas formas de onda obtidas explique porque é que este circuito comparador também é conhecido por detector de passagem por zero. Figura.. umente gradualmente a frequência até 10kHz.,V,V Esboce as formas de onda a essa frequência e critique os Vi resultados. Vo Vo Figura

5 .. Monte o circuito da Fig. e repita o procedimento referido em.1. Explique o que ocorreu aos níveis de tensão e à saída do circuito. 8. Funcionamento do integrador com perdas 8.1. Monte o circuito da Fig. 8. Ligue o canal 1 do R 100kΩ osciloscópio à entrada do circuito e o canal à saída. 1nF 8.. juste o gerador de funções de forma a obter na entrada R 1 do circuito um sinal do tipo onda quadrada, com,kω 1 Vi amplitude pico-a-pico 0,5V e frequência de 100Hz. Vo V - Observe o sinal na saída do circuito, esboce as formas de onda na entrada e saída do circuito e registe os seus Figura 8 valores máximo e mínimo. 8.. Repita os procedimentos da alínea 8. mas para as frequências de 1kHz, 10kHz e 100kHz 8.. omente quanto aos resultados que obteve em 8. e 8. e compare-os com os tipos de sinal e amplitudes esperadas na saída do circuito plique à entrada do circuito um sinal sinusoidal com frequência de 100Hz. juste a amplitude do sinal de entrada de forma a obter na saída um sinal sinusoidal com 0,V de amplitude pico-a-pico. Registe o valor da amplitude pico-a-pico da tensão na entrada. 8.. Qual o valor do ganho real? ompare-o com o ganho teórico. 8.. juste a frequência do sinal, mantendo a amplitude do sinal na entrada, por forma a obter na saída uma tensão com amplitude pico-a-pico de 0,5V. Registe o valor desta frequência Que significado tem a frequência obtida em 8.? ompare-a com o valor teórico Represente graficamente a resposta em amplitude do circuito da montagem e identifique as zonas do gráfico em que: O circuito pode ser considerado equivalente a um amplificador inversor; O circuito tem as características de um integrador sem perdas. 9. Funcionamento do diferenciador com perdas R Vi 10nF R,k Ω V - + V o - Figura 9

6 9.1. Monte o circuito da Fig. 9. Ligue o canal 1 do osciloscópio à entrada do circuito e o canal à saída. 9.. juste o gerador de funções por forma a obter na entrada um onda triangular com amplitude pico-a-pico de 5V e frequência de 100Hz. Observe o sinal na saída do circuito, esboce as formas de onda na entrada e na saída e registe as suas amplitudes máxima e mínima. 9.. Repita os procedimentos da alínea anterior para as frequências de 1kHz, 10kHz e 100kHz. 9.. ompare, e comente, os resultados que obteve nas alíneas anteriores com o que era esperado quanto ao tipo de sinal e respectiva amplitude na saída do circuito plique à entrada do circuito um sinal sinusoidal com frequência de 100kHz. juste a amplitude do sinal de entrada de forma a obter na saída um sinal sinusoidal com 0,V de amplitude pico-a-pico. Registe o valor da amplitude pico-a-pico da tensão na entrada. 9.. Qual o valor do ganho real? ompare-o com o ganho teórico. 9.. Reduza a frequência do sinal, mantendo a amplitude na entrada, por forma a obter na saída uma tensão com amplitude pico-a-pico de 0,5V. Registe o valor desta frequência Que significado tem esta frequência? ompare-a com o valor teórico juste o gerador de funções para obter na entrada um onda rectangular com amplitude pico-a-pico de 5V e frequência de 100Hz. Observe o sinal na saída, esboce as formas de onda na entrada e na saída e registe os valores máximo e mínimo da sua amplitude omente o que acabou de observar. Se em vez da frequência de 100Hz tivesse usado uma frequência de 100kHz, obteria a mesma forma de onda na saída? Justifique om base nas medições efectuadas trace a resposta em amplitude do circuito e identifique as zonas no gráfico em que: O circuito pode ser considerado equivalente a um amplificador inversor; O circuito tem as características de um diferenciador teórico

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