Eletrônica Analógica. Amplificadores Operacionais

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1 Eletrônica Analógica Amplificadores Operacionais

2 Inicialmente os Amplificadores operacionais foram desenvolvidos visando a implementação de operações matemáticas sobre os sinais: Multiplicação por constante (amplificação) Soma ou subtração Produto ou divisão Integração ou diferenciação Aplicação: Amplificadores em geral Circuitos comparadores de nível Osciladores Filtros Sensores Amostradores e etentores (sample & hold) Conversores (ADC e DAC) Outros... 2

3 Exemplo de Aplicação: Sistemas de Controle Circuito utilizando Amplificador Subtrator 3

4 Características Ganho elevado Entrada na forma diferencial (amplifica a diferença entre os sinais de duas entradas) Baixa impedância de saída e alta impedância de entrada Emprega realimentação para determinar a relação entre a entrada e a saída (ganho) 4

5 Característica de transferência de Tensão do Amplificador operacional Características Ideais dos Amplificadores Operacionais esistência de entrada i = esistência de saída 0 = 0 Ganho de tensão A = Largura de faixa BW = Tensão de saída 0 = 0 quando i = 0 Independente da temperatura 5

6 Tensões e correntes terminais Para uma análise dos amplificadores no modelo ideal, utilizaremos dois conceitos básicos:. As tensões do terminal positivo é igual á tensão do terminal negativo + = _ 2. As correntes de entrada dos terminais positivo e negativo são iguais a zero I + = I _ =0 6

7 Excursão máxima do sinal de saída (limitada a fonte de alimentação ) 7

8 Configurações Básicas com Amplificadores Operacionais:. BUFFE 2. COMPAADO 3. Amplificador INESO 4. Amplificador NÃO INESO 5. Amplificador SOMADO INESO 6. Amplificador SOMADO NÃO INESO 7. Amplificador SUBTATO 8. Amplificador de INSTUMENTAÇÃO 8

9 . BUFFE (CASADO DE IMPEDÂNCIA, ISOLADO) = 0 i 9

10 2. COMPAADO t m e 0

11 3 - AMPLIFICADO INESO + + = e I = I = 0 P / ponto v temos :, 2 i 0 i chegam = i sai i= i2 i = i = i i2 0 = = logo temos que : 2 i /. i 0 + sendo que = = = = 0

12 4 - AMPLIFICADO NÃO INESO + + = e I = I = 0 P / ponto v temos :, 2 i 0 i chegam = i sai i= i2 0 = i = i i2 0 = = 0 logo temos que : 2. + sendo que = = = i = + i 2

13 5 - AMPLIFICADO SOMADO INESO + + = e I = I = 0 P / ponto temos : i chegam = i sai i + i + i = i 3 n 0 i =, i =, in = ei= + sendo que = = = logo temos que : f f f 0 = n n n 0 f 0 3

14 6 - AMPLIFICADO SOMADO NÃO INESO + P / ponto temos : ichegam = i sai i + i i = i i i i n =, 2 =, n = n i + i i = i = 0 n n = 0 para = =, temos : =... = = n = n n n n n 4

15 6 - AMPLIFICADO SOMADO NÃO INESO P / ponto temos : a = 0. ( por divisor detensão) 0 o a = = 0. a f f + a + sendo que =, temos que : a 0 f + a n 0. f + a ou pela i chegam = i sai i = i = ( ) f 2 n = +. n n a f 5

16 7 - AMPLIFICADO SUBTATO Análise por Superposição Efeito de i Efeito de i2 6

17 7 - AMPLIFICADO SUBTATO Efeito de i + P / ponto temos : + as correntesi = 0, i = 0 e i = 0 + log o, = P / ponto temos : ichegam = i sai i = i vi v = sendo que =, temos que : vi 0 0 v = v =. vi 7

18 7 - AMPLIFICADO SUBTATO P / ponto temos : Efeito de i P / ponto temos : 4 +. i + Como =, então :. i = e utilizando = e =, teremos que : + = = =. i

19 7 - AMPLIFICADO SUBTATO Assim, a saída 0 = = =. i e 02 =. i2 Lembrando que : = e = =. i i ( )

20 8 - AMPLIFICADO DE INSTUMENTAÇÃO

21 8 - AMPLIFICADO DE INSTUMENTAÇÃO Analisando o ampop A Lembrando da análise do subtrator, temos : =. v v ( ) : 2

22 8 - AMPLIFICADO DE INSTUMENTAÇÃO Para determinar ( v v ) dada pelaª equação : 2 2 Analisando o ampop A + =, então = Analisando o ampop A + =, então = 2 Assimtemos : i = 2 2 Como a tensão de v 2 : : ( ) 2 do ponto v até v, temos : v é a diferença detensão v2 v = i i. + i 2. = 2 i i. 22

23 8 - AMPLIFICADO DE INSTUMENTAÇÃO v v= i. + 2 i. + i. = 2 i. + 2 i v2 v = v2 v = ( 2 ) + ( 2 ) 2 v2 v = +. ( 2 ) Lembrando da equação do ampop A ( subtrator): =. v v, temos : ( ) ( 2 ) 4 0 =

24 8 - AMPLIFICADO DE INSTUMENTAÇÃO 24

25 25

26 Alimentação (cc) sempre simétrica. Não se utiliza como comparador com 0. 26