ATPS eletrônica analógica II - 3ª etapa

3ª ETAPA

1. PASSO

• COMPARADOR SEM HISTERESE

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A forma mais simples de construir um comparador é usando um AmpOp sem resistores de realimentação. Devido ao ganho de tensão em malha aberta ser muito alto, uma tensão de entrada positiva produz a saturação positiva na tensão de saída do AmpOp, e uma tensão de entrada negativa produz a saturação negativa. Podemos comparar duas tensões diferentes ligadas em cada entrada do AmpOp e a subtração dessas tensões resultaria na tensão de saída (saturada) em positiva ou negativa. Podemos também simplesmente aterrar a “entrada inversora” do AmpOp a fim de referenciarmos um ponto zero ao compararmos com a tensão aplicada na entrada "não inversora". Porém este circuito não é muito usual devido às suas limitações, tais como a presença de ruídos no sinal de entrada, como por exemplo em circuito com referencial de ponto zero, um ruído cruzaria o ponto zero inúmeras vezes durante um intervalo curto de tempo, ocasionando assim uma resposta incorreta na tensão de saída do AmpOp.

• COMPARADOR COM HISTERESE

Uma forma de reduzir o efeito do ruído é usar um comparador com realimentação positiva. A realimentação positiva usa dois pontos distintos e diferentes de zero para a transição da tensão de saída em positiva ou negativa, pontos estes chamados também de "pontos de comutação", esse recurso evita que um ruído mínimo cause transições indesejadas. Tais circuitos são conhecido como “Circuito Schimitt Trigger (Inversor ou não-inversor)”.

A realimentação positiva gera a Histerese. Se não houvesse essa realimentação, "B"(fração de realimentação) seria igual a zero e a histerese desapareceria porque os dois pontos de comutação seriam igual a zero como visto no “Circuito Comparador anterior”. A histerese é o fenômeno eletromagnético desejável porque ela evita  as comutações falsas do ruído. Se a tensão de pico a pico do ruído for menor que a histerese (que é definida pela expressão H=2BVsat), o ruído não poderá produzir as falsas comutações. Por exemplo, se UTP=+1V e LTP=-1V, então H=2V. Nesse caso, o Schmitt Trigger é imune a comutações falsas enquanto a tensão pico a pico do ruído for menor que 2V.

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UTP e LTP são os pontos que a tensão de entrada atinge para que seja feita a transição na tensão de saída. A diferença entre esses dois pontos é a região de histerese, também denominada de “banda morta”.

1. PASSO

• CIRCUITO DETECTOR DE PICO ATIVO

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A realimentação na porta inversora é colocada após o diodo para que seja compensado a queda de tensão ocasionado pelo diodo, fazendo assim a comparação entre as entradas do AmpOp que por sua vez eleva a potência em seu “Vout” porém mantem a mesma tensão no “Vin”.  O Valor de Pico positivo que entra em “Vin” é armazenado no capacitor que é descarregado lentamente de forma proposital e, esse tempo é definido através do resistor “RL” em paralelo. O Transistor funciona como circuito aberto enquanto a chave ligado à sua base estiver também aberto, quando esta chave está fechada, excita-se a base e o transistor funciona como circuito fechado, acarretando no descarregamento “instantâneo” do Capacitor para que seja possível registrar um novo valor de Pico.

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