Tecnologia em Automação Industrial ELETRÔNICA II. Aula 15 Amplificadores Operacionais Configurações não-lineares: comparadores

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1 Tecnologia em Automação Industrial ELETRÔNICA II Aula 15 Amplificadores Operacionais Configurações não-lineares: comparadores Prof. Dra. Giovana Tripoloni Tangerino

2 COMPARAÇÃO Direta: Se valor é maior que referência, então saída é verdadeira. If V > Vref S=1 Se valor é menor que referência, então a saída é falsa. If V < Vref S=0 Inversa: Se valor é maior que referência, então saída é falsa. If V > Vref S=0 Se valor é maior que referência, então a saída é verdadeira. If V < Vref S=1

3 CIRCUITO COMPARADOR Aceita tensões lineares como entrada, e fornece uma saída digital que indica quando uma das entradas é maior ou menor do que a outra. Não há realimentação ganho em malha aberta (muito alto, normalmente acima de saída saturada. V o = A vo (V i + V i ) V i + > V i V o = +V sat V i > V i + V o = V sat Saída: Sinal digital Nível alto ( +V cc ): Quando a entrada não inversora é maior do que a entrada inversora Nível baixo ( -V cc ): Quando a entrada inversora é maior do que a entrada não inversora

4 CIRCUITO COMPARADOR NÃO-INVERSOR entrada não-inversora: V i (Sinal de entrada) entrada inversora: V ref (Tensão de referência) Nível alto: quando a tensão na entrada não-inversora (V i ) é maior do que na entrada inversora (V ref ). Nível baixo: quando a tensão na entrada não-inversora (V i ) é menor do que na entrada inversora (V ref ). V ref V i V o = +V sat, quando V i > V ref V sat, quando V i < V ref

5 COMPARADOR DE ZERO NÃO-INVERSOR V o = +V sat, quando V i > V ref V sat, quando V i < V ref

6 CIRCUITO COMPARADOR INVERSOR entrada inversora: V i (Sinal de entrada) entrada não-inversora: V ref (Tensão de referência) Nível alto: quando a tensão na entrada inversora (V i ) é menor do que na entrada nãoinversora (V ref ). Nível baixo: quando a tensão na entrada inversora (V i ) é maior do que na entrada não-inversora (V ref ). V i V ref V o = +V sat, quando V i < V ref V sat, quando V i > V ref

7 COMPARADOR DE ZERO INVERSOR COMPARADOR DE NÍVEL INVERSOR COMPARADOR DE ZERO NÃO-INVERSOR COMPARADOR DE NÍVEL NÃO-INVERSOR

8 COMPARADOR LIMITAR TENSÃO DE SAÍDA 1 Diodos de entrada: protege o estágio diferencial contra possíveis sobretensões ou sobrecorrentes que possam danificar o CI. Diodos zener na saída: os níveis de saída ficam limitados pelas tensões de regulação dos diodos Zener, acrescidos de 0,7 volts. O projetista pode escolher diodos Zener: iguais (as amplitudes positiva e negativa serão iguais) ou diferentes (as amplitudes positiva e negativa serão diferentes)

9 COMPARADOR LIMITAR TENSÃO DE SAÍDA 2 Método mais aconselhável pois apresenta menor distorção no sinal de saída Resistor R 2 330Ω para limitar a corrente sobre os diodos Na segunda figura (com apenas um zener), o nível de saída é compatível com circuitos digitais da família TTL

10 CIs comparadores Exemplos: LM311 e LM339 (National Semiconductors) LM311 Comparador de alta velocidade de comutação (da ordem de 200ns) Utilização: elemento de interface para circuitos lógicos Saída compatível com as famílias lógicas TTL e CMOS Pode trabalhar com uma única fonte de alimentação de +5V cc. LM339 Quatro comparadores independentes encapsulados no mesmo CI Não é tão rápido quanto o LM311 (da ordem de 1300ns) Baixo consumo de potencia Em qualquer comparador, os pinos de entrada não utilizados devem ser aterrados para evitar instabilidade ou outros distúrbios no funcionamento do circuito.

11 BIBLIOGRAFIA BOYLESTAD, Robert L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. 11ª ed. São Paulo: Pearson Prentice-Hall do Brasil, PERTENCE JR, A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 8ª ed. Porto Alegre: Bookman, SEDRA, A.S.; SMITH, K.C. Microeletrônica. 4ª ed. São Paulo: Pearson Makron Books, MALVINO, A,. BATES, D.J. Eletrônica. V. 1. São Paulo: Mcgraw Hill, MALVINO, A,. BATES, D.J. Eletrônica. V. 2. São Paulo: Mcgraw Hill, 2008.