Amplificadores Operacionais Aplicações Parte II

Transcrição

1 EN 60 Fundamentos de Eletrônica AULA 07 Amplificadores Operacionais Aplicações Parte II odrigo eina Muñoz o Trimestre de 08

2 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Conteúdo Somador/Subtrator Comparador Buffer de tensão (acoplamento CC CC)

3 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Somador Circuito cuja finalidade é somar, em tempo real, dois ou mais sinais elétricos analógicos ou digitais. Pode-se, por exemplo, somar uma rampa a um sinal senoidal e a nível CC. Aplicação típica: misturadores de sinais.

4 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Somador

5 5 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Somador 5 f i f. 0 ; ; i i i i i i i f f

6 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Somador Exemplos: ) Calcule a tensão de saída para o circuito da Figura a seguir. As entradas, com unidades em m, são 50.sen(000.t) e 0.sen(000.t). esp.: 0 - [0,5.sen(000.t) + 0,.sen(000.t) (em olts) 6 6

7 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Somador 7

8 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Subtração de Tensão ) Como seria um circuito subtrator? 0 k.( ) esp.: 8 8

9 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Subtração de Tensão ) Determine a expressão da tensão de saída para o circuito do slide anterior com os componentes f MΩ, 00 kω, 50 kω e 500 kω. esp.: 0 0.( ) ) Desenhe outra configuração para o subtrator, agora utilizando apenas um Amp-Op. Determine a expressão matemática que relaciona entradas e saída. esp.:

10 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Subtração de Tensão Simplificação da expressão que relaciona as entradas e a Saída do Subtrator, fazendo: ; ( )

11 EN 60 Fundamentos de Eletrônica o X X o X X X X o + X o + Com x dado por (divisor de tensão):. X + X I I

12 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Substituindo o valor de X na equação anteriormente destacada: Obs: Os valores das resistências podem ser escolhidos de forma a obter a diferença: Por exemplo: 0 KΩ, e 00 KΩ o + + X + o

13 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Comparador Usado para comparar uma tensão com outra para verificar qual delas é a maior Se Comp < ref ( ) A + Ou seja, enquanto a tensão não inversora for maior que a inversora, o comparador produzirá uma tensão positiva de valor elevado e quando a entrada não inversora for menor que a entrada inversora, a tensão de saída terá valor negativo ou nulo (caso seja usado uma fonte de alimentação simples. Muitos comparadores são construídos por Amp-Op em malha aberta.

14 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Acionador de Indicador Luminoso Lâmpada Quando a entrada não inversora do circuito da Figura possui um valor superior ao da entrada inversora saída na saturação positiva ( 0 + CC (5 ) e I B 0 ma) o transistor conduz I C 600 ma a lâmpada acende.

15 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Acionador de Indicador Luminoso LED Para o caso do acionamento de um LED verifica-se que o circuito a seguir permite ter 0 ma na saída do Amp-Op suficiente para acender o LED. 5 5

16 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Buffer de Tensão Um circuito do tipo buffer é um meio de isolar o sinal de entrada de uma carga, utilizando um estágio de ganho unitário e sem inversão de fase. Este circuito também permite obter a situação de elevada impedância de entrada e reduzida impedância de saída

17 Buffer de Tensão 7

18 Integrador Utilizando um capacitor no laço de realimentação do amplificador operacional, tem-se um integrador. A impedância capacitiva é dada por: XC j ω C sc esolvendo para o / i, tem-se: I X o C o sc sc o Portanto, o sc eescrevendo no domínio do tempo: t) v ( t dt C o ( ) 8 8

19 Integrador A derivação da expressão da integral pode ser vista também da seguinte forma:.i o q/c I dq/dt, portanto, d o /dt i /C I C.d o /dt I i Portanto, -C.d o /dt / esolvendo a equação diferencial: o ( t) v( t) dt C 9

20 Integrador Assim, a saída é igual à integral do sinal de entrada. Exemplo: O termo constante é dado por: C (M Ω)(µ F) Assim, a saída é uma rampa de tensão negativa, tal como mostra a figura: 0 0

21 Amplificadores Operacionais Questões ) Qual a importância da impedância de entrada elevada e impedância de saída reduzida de um dispositivo num circuito? ) Cite três características de um amplificador operacional ideal e explique, resumidamente, cada uma delas. ) Pesquisar a folha de dados de um amplificador operacional 7 cada uma das três características do item anterior e explique sua influência sobre o funcionamento do Amp-Op. ) O que é o slew rate? 5) Em que consiste o terra virtual? 6) Cite aplicações para circuitos somadores e subtratores. 7) Como funciona um circuito comparador?

22 EN 60 Fundamentos de Eletrônica Amplificadores Operacionais Questões e Exercícios 8) Qual a importância do seguidor de tensão? 9) Projete um circuito capaz de realizar a seguinte equação matemática: ) Projete um circuito capaz de emitir um sinal sonoro sempre que uma certa tensão elétrica estiver com valor superior a 0.