A Amplificadores Operacionais

Amplificadores Operacionais

Fernando Scandolara dos Santos Disciplina de Eletrônica Analógica II

Faculdade Sociesc - Curitiba

e-mail: nandulincou@gmail.com

Resumo. Nesse artigo são representadas as experiências que comprovam a validade das equações que definem o ganho de tensão para algumas configurações de amplificadores. Foram utilizadas configurações de amplificador inversor, não-inversor e somador. Para os testes, material selecionado e equipamentos de medição aferidos. Por fim, comparar valores obtidos calculados com os medidos nos experimentos e comprovar que as equações definem os ganhos.

Palavras chave: amplificador, ganho de tensão, circuitos elétricos

Introdução

Em busca de consolidar as equações que envolvem Amplificadores Operacionais quanto ao seu   ganho   real   de   tensão   e   os   efeitos   de

Igualando e substituindo as equações chegamos na relação 𝑉𝑜  que ganha nome de “ganho de tensão

𝑉𝑖[pic 1]

em malha fechada”, representado por 𝐴𝑣𝑓, logo a

formula final, representada por Black (1927) é representada assim:

realimentação, também o modo de operação mais importante  em  circuitos  com  AOPs (PERTENCE

𝐴𝑣𝑓  =    𝐴𝑣𝑜

1+𝐵𝐴𝑣𝑜[pic 2]

negativa (

, onde B é o fator de realimentação

o  é  ganho  de  tensão em malha

JÚNIOR, 2003, p. 30).

Basicamente para Nahvi e Edminister ( 2005, p.79) amplificador operacional (AOP) é um dispositivo com dois terminais de entrada com sinais

RN), Av

aberta, Vo é o sinal de saída e Vi o sinal de entrada.

Logo, o ganho de tensão em malha fechada pode ser controlado  através do circuito de realimentação

+ e -, que por sua vez indicam porta não inversora e inversora  respectivamente.   O  mesmo  também   é

negativa.

𝐴𝑣𝑜 →  ∞, 𝑒𝑛𝑡ã𝑜, 𝐴𝑣𝑓  = 1

𝐵[pic 3]

ligado a uma fonte de corrente continua (CC) como dois polos, positivo e negativo, o ponto de referência, para fonte de alimentação, entrada e saída encontra-se fora do OAP, chamada de terra (Figura

Outras vantagens do RN, é o aumento considerável   da   impedância   de  entrada   (𝑍𝑖𝑓 =

𝑅𝑖(1 + 𝐵 𝐴𝑣𝑜)) e a impedância de saída tem um decréscimo  enorme,  também  referenciado  com  a

01).        equação (𝑍𝑜𝑓 =        𝑅𝑜[pic 4]

1+𝐵 𝐴𝑣𝑜

). Estes tornam, o circuito

linear, com facilidades ao projetista e reduzindo o ruído no circuito (PERTENCE JÚNIOR, 2003, p.39). Existe também o ganho de tensão em decibéis (dB) o qual usa justificativa de ser usado para grandes valores de tensão, e sua forma é:[pic 5]

𝐴𝑣 (𝑑𝐵) = 20 log 𝑉𝑜,    (BOYLESTAD,  2013,

𝑉𝑖

Figura 01 - AOP Fonte: Autor

Analisando um amplificador genérico submetido a uma realimentação negativa afim de comprovar  o

p.532).

Afim de verificar as faixas de ajuste para ganhos e valores de tensão de entrada e saída através de seus resistores informados, tem se a equação citada por Boylestad  (2013, p. 518), 𝑉𝑜  = − 𝑅𝑓  ∗ 𝑉1, para ser

𝑅1

aplicado em inversor e 𝑉𝑜  = 𝑅1+𝑅𝑓  = 1 + 𝑅𝑓  .[pic 6][pic 7][pic 8]

ganho de tensão de malha fechada, Pertence Júnior

𝑉𝑖

Continuando com o

𝑅1        𝑅1

plif        dor som        r, onde

am        ica        ado

(2003) demonstra que o sinal de erro, chamado de sinal diferencial de entrada, é o sinal de entrada menos o sinal de realimentado na entrada.

𝑉𝑑  = 𝑉𝑖 − 𝑉𝑓

𝑉𝑑  = 𝑉𝑜

[pic 9]

sua finalidade é somar algebricamente mais de duas entradas de tensão, cada uma com um fator de ganho constante. Esta pode ser escrita com a seguinte equação:

𝑉𝑜 = − (𝑅𝑓 𝑉1 + 𝑅𝑓 𝑉2 + 𝑅𝑓 𝑉3).

[pic 10]        [pic 11]        [pic 12]

𝐴𝑣𝑜

𝑉𝑓  = 𝐵𝑉𝑜

𝑅1

𝑅2

𝑅3

Estas então descrevem o comportamento teórico de toda relação experimental desenvolvida em cima do AOP LM 741 e similares.

Procedimento Experimental

Com intuito de evidenciar as definições de ganho, realimentação negativa e positiva experiências foram realizadas. O procedimento foi constituído de separação dos materiais necessários, montagem e energização do circuito, e testes com multímetro e osciloscópio, contamos com ajuda também de um simulador.

...