Ampops circuitos lineares

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Ampops circuitos lineares

  1. 1. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificadores Operacionais Não concordo com o acordo ortográfico31-03-2012 Por : Luís Timóteo 1
  2. 2. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Objectivo: Manejar e extrair informação presente num valor eléctrico Amplificar Filtrar Sinal com informação Circuito isolar Sensor, Antena, Analógico Normalizar V Conversões (v/v, V/i, i/v, v/f, f/v,....) Detecção de pico ..... t ELEMENTO CHAVEEXEMPLO: EM ELECTRÓNICA Vin ANALÓGICA: Vout AMPLIFICADOR Tratamento ELECTRÓNICO Analógico Sinal AM Altifalante (Débil, antena) (Sinal Forte)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 2
  3. 3. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução  A tensão (Vin) ou a corrente (Iin) de entrada de um amplificador pode ter uma forma qualquer. V V V REPRESENTAÇÃO t NO TEMPO t t Sinusoidal Contínuo Arbitrário  O Teorema de Fourier indica que : "Qualquer sinal eléctrico pode ser decomposto em níveis contínuos, mas resultante da soma de sinais sinusoidais…  Se podemos determinar como se comporta um amplificador perante um sinal continuo em sinusoidais de qualquer frequência, podemos determinar como se comporta ante qualquer sinal.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 3
  4. 4. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução V V V REPRESENTAÇÃO t NO TEMPO t t Contínuo Sinusoidal Arbitrário V V V REPRESENTAÇÃO EM FREQUÊNCIA f (ESPECTRO) DC f f1 DC f1 f2 f Contínuo Sinusoidal Arbitrário No mundo da Electrónica Analógica, as representações em frequência são muito mais cómodas (p.e. Música, comunicações, etc). Numa primeira aproximação suporemos que a entrada do amplificador é um sinal sinusoidal de uma frequência genérica.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 4
  5. 5. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução IDEIAS BÁSICAS DE AMPLIFICAÇÃO ¿O que é um amplificador? Dispositivo capaz de elevar o nível de potência de um sinal. (No nosso caso eléctrica: V ou I) Objectivo ideal + + Vin AMPLIFICADOR Vout RL Pin = 0 - - Pout = ∞ (Entenda-se como a que se queira) Fonte de sinal Carga (Informação) A informação na fonte de sinal pode estar presente em forma de tensão (Vin) ou em forma de corrente (Iin). Á saída (na carga), a informação pode ser entregue com maior potência, mas em forma de tensão (Vout) ou de corrente (Iout).31-03-2012 Por : Luís Timóteo 5
  6. 6. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução TIPOS DE AMPLIFICADORES Informação de Informação de Entrada Saída Tensão (Vin) Amplificador de tensão (V/V) Tensão (Vout) Tensão (Vin) Amplificador de Transcondutância Corrente (Iout) (I/V) Corrente (Iin) Amplificador de Transresistência (V/I) Tensão (Vout) Corrente (Iin) Amplificador de Corrente (I/I) Corrente (Iout)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 6
  7. 7. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução TIPOS DE AMPLIFICADORES AMPLIFICADOR IDEAL DE TENSÃO AMPLIFICADOR IDEAL DE CORRENTE + + + Vin RL Iin Iout RL Vout A Vin AI Iin - - Carga Carga Rin = ∞ Rout = 0 Rin = 0 Rout = ∞ A = ganho em tensão AI = ganho de corrente AMPLIFICADOR IDEAL DE AMPLIFICADOR IDEAL TRANSCONDUTÂNCIA DE TRANSRESISTÊNCIA + + + Iout + Vin RL Iin RL G Vin R Iin Vout - - Carga CargaRin = ∞ Rout = ∞ Rin = 0 Rout = 0G = ganho de transcondutância R = ganho de transresistência31-03-2012 Por : Luís Timóteo 7
  8. 8. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução AMPLIFICADOR IDEAL DE TENSÃO + + + Vin RL Vout A Vin - - Carga A = ganho de tensão Características do amplificador ideal de tensão: Não consome corrente na entrada. A tensão de saída não depende da carga. O ganho ou amplificação de tensão A, é constante e independente da frequência.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 8
  9. 9. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Equivalente de Thevenin de um amplificador real  Admitindo excitação sinusoidal, e ainda que o amplificador seja um circuito complexo (transistores, diodos, resistências, condensadores, etc) podemos caracterizar o amplificador com a ajuda de três elementos:  Duas impedâncias (Impedância de entrada e de saída).  Um ganho (de tensão em vazio ou de corrente em curtocircuito).  O conjunto de estes parâmetros permite obter um equivalente eléctrico simples do amplificador (EQUIVALENTE THEVENIN). + + + Rout Vin Rin Vout A Vin - -31-03-2012 Por : Luís Timóteo 9
  10. 10. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Equivalente de Thevenin de um amplificador real IMPEDÂNCIA DE ENTRADA (Rin) Iin Se á entrada é uma tensão o que nos interessa: + Vin Rin Rin = ∞ (A máxima possível) - Se á entrada é a corrente, o que nos interessa: Iin= 0 (A mínima possível) Vin Rin I in31-03-2012 Por : Luís Timóteo 10
  11. 11. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Equivalente de Thevenin de um amplificador real GANHO DE TENSÃO EM VAZIO + Tensão em vazio proporcional á entrada. + A Vin (Vout)VAZIO A = Ganho de tensão em vazio -31-03-2012 Por : Luís Timóteo 11
  12. 12. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Equivalente de Thevenin de um amplificador real IMPEDÂNCIA DE SAÍDA (Vout )VAZIO Rout ( I out ) CURTO + (Vout)VAZIO Mede a capacidade de entrega da potência do amplificador. - Se a saída é em tensão, nos interessará Rout = 0 (pequena) (Iout)CURTO + + Zout Representação para um Vout A Vin circuito equivalente de saída em tensão. -31-03-2012 Por : Luís Timóteo 12
  13. 13. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Resposta em frequência de um amplificador Em todos os amplificadores aparecem elementos reactivos (condensadores, indutâncias, etc.). Uns introduzidos por nós para realizarem uma determinada função (p.e. eliminar sinal contínuo, filtrar, etc.) e outros muito parasitas (indutância de cabos, capacidades parasitas de uniões PN, etc.) É conhecido como DIAGRAMA DE BODE - a representação da variação do ganho de um amplificador com a frequência (módulo e argumento) Vin Relação de amplitudes (MÓDULO) A = MÓDULO = Relação de amplitudes. A= ARGUMENTO = Desfasamento. Vout Desfasamento (ARGUMENTO)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 13
  14. 14. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Resposta em frequência de um amplificador DIAGRAMAS DE BODE Normalmente a escala de frequências é logarítmica Ganho 0.01 0.1 1 10 100 1K 10K [f] 10 -2 -1 0 1 2 3 4 [log f] 1 DÉCADA f Notar que a frequência 0 (DC - contínua) numa escala logarítmica é -∞ Desfase 90º O Ganho se representa também habitualmente numa 0º escala logaritmica especial - (dB = Decibéis) -90º Vout f dB 20 log 20 log A Vin31-03-2012 Por : Luís Timóteo 14
  15. 15. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Resposta em frequência de um amplificador Comentários a respeito da definição de decibel Definição de ganho de potência em decibéis (dB’s) : B = Ponto referência do circuito. PA A = Ponto onde se mede o ganho em relação a AP dB 10 log10 B. PB Se a potência se aplica sobre cargas iguais: 2 VA 2 P Rcarga V VA AP dB 10 log10 A 10 log10 10 log10 A 20 log10 PB VB2 VB VB Rcarga VA  Definição de ganho de tensão em dB’s: Av dB 20 log10 VB31-03-2012 Por : Luís Timóteo 15
  16. 16. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução O Amplificador ideal de tensão: iin = 0 iout Vin A Vout Vout = A·Vin Impedância de entrada infinita: iin = 0 O amplificador diferencial de tensão Vnon + Vout = Ad · (Vnon – Vinv) Ad Vout Vinv -31-03-2012 Por : Luís Timóteo 17
  17. 17. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Operacional Ideal Amplificador diferencial de tensão: inon = 0 Vnon + + iinv = 0 ↓ Ad Vout Vinv - - Amplificador operacional ideal ¿Para que serve um amplificador que para qualquer entrada não nula tem na saída, - infinito?31-03-2012 Por : Luís Timóteo 18
  18. 18. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Aplicações lineares dos amplificadores operacionais Uma coisa é analisar os circuitos considerando o Ampop com um comportamento ideal ….. ¿Mas!... O que se passa quando se usa um amplificador operacional Real? Características do A.O. real31-03-2012 Por : Luís Timóteo 19
  19. 19. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real Impedância de entrada não infinita. Impedância de saída não nula. Corrente máxima de saída limitada. Ganho não infinito. Largura de banda limitada. Erros em tensão continua. Tensões de entrada limitadas pela alimentação Excursão da tensão de saída limitada pela alimentação31-03-2012 Por : Luís Timóteo 20
  20. 20. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real Impedância de entrada não infinita - Zi Idealmente: Zi = ∞ Zi Na prática : Zi = 105 ~ 108 + Impedância de saída no nula - Zo Idealmente: Zo = 0 Na prática : Zo = 20 ~ 100 +31-03-2012 Por : Luís Timóteo 21
  21. 21. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real Corrente máxima de saída limitada Os amplificadores operacionais comerciais incluem uma protecção de sobrecorrente que limita a corrente de saída máxima. Iout max = 20 ~ 100mA Ganho não infinito + Idealmente: Ad = ∞ Vout = Ad·Vd Vd - Na prática : Ad = 20000 ~ 50000031-03-2012 Por : Luís Timóteo 22
  22. 22. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real Largura de banda limitada Ad 80dB • Os amplificadores operacionais amplificam contínua. • A partir de certa frequência o ganho/Amplificação cai. 100Hz Erros em Tensão contínua R2 Idealmente: Vout = 0 R1 Na prática : Vout ≠ 0 - Normalmente Vout toma um valor muito VS pequeno. Se for necessário compensá- + lo, usam-se as entradas de offset-null. V-31-03-2012 Por : Luís Timóteo 23
  23. 23. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real • Tensões de entrada limitadas pela alimentação VCC Vinv - A tensão das entradas não pode Vout sair do intervalo limitado pela + tensão de alimentação. Vnon -VCC -VCC 0 VCC Zona Zona proibida Zona linear proibida31-03-2012 Por : Luís Timóteo 24
  24. 24. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Introdução Características do amplificador operacional real • Excursão da tensão de saída limitada pela alimentação Vout VCC VCC ≈2V + Vd Vout Vd - -VCC ≈2V -VCC A tensão da saída não pode superar a tensão de alimentação positiva nem baixar abaixo da alimentação negativa.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 25
  25. 25. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha AbertaAs montagens em malha aberta, só são utilizáveis para amplificação linear quando a amplitude do sinal de entrada é extremamente pequena: (v+-v-)<|VCC|/A, porque, em geral, |VCC|<20 V e A>>1.Tipicamente, (v+-v-) máxima é da ordem de dezenas de microvolt. A aplicação do amplificador operacional em malha aberta seria muito maior se o respectivo ganho fosse bastante menor.O amplificador operacional é projectado para reagir à diferença entre os sinais aplicados às entradas inversora (-) e não-inversora (+), produzindo uma tensão de saída, Vout dada por: Vout = A(V+ − V−)Onde A é um número positivo que representa o ganho do Ampop semrealimentação. V + é a tensão aplicada à entrada não-inversora; V - é a tensão aplicada à entrada inversora.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 26
  26. 26. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta Vout = A(V+ − V−) Idealmente, o Ampop apenas amplifica a diferença entre os dois sinais presentes nas suas entradas (v+-v- ), ignorando qualquer sinal que seja comum às entradas v+ e v-. Assim, se a tensão presente em v+ for igual à tensão presente em v-, a saída, Vout, será, idealmente, nula. Esta característica é designada por rejeição em modo-comum, e o ganho A é designado por ganho diferencial, uma vez que se refere à amplificação da diferença entre os sinais presentes nas entradas do Ampop. CMRR (Common Mode Rejection Ratio)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 27
  27. 27. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Ampop Malha Aberta (Open loop) ExercícioConsidere um amplificador operacional (ampop) ideal, excepto quanto ao ganho em malha aberta que tem o valor de A=103. O ampop é usado de acordo com o circuito representado na figura, sendo medidas as tensões V-, V+ e Vout. Determine: a) V- para V+=0 e Vout=2V; b) V- para V+=5V e Vout=-10 V; c) Vout para V-=1,002V e V+=0,998 V; d) V+ para V-=-3,6V e Vout=-3,6 V. Soluções: a) V-=-0,002 V; b) v-=5,01 V; c) Vout= -4 V; d) V+=-3,6036 V.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 28
  28. 28. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta ComparadorComo o ganho é muito elevado em Malha aberta, um pequeno sinal sinusoidal pode ser usado para “Clock” depois de transformado em onda quadrada!...A aplicação mais simples do AMPOP é na realização de um circuito detector de zero como o apresentado na figura ao lado. Consiste em ligar um dos terminais ao comum do circuito e o sinal a analisar ao outro terminal de entrada. Neste exemplo o terminal V- do AMPOP é ligado à massa e o terminal V+ a uma fonte de sinal sinusoidal. Como acontece nos demais circuitos não-realimentados, o AMPOP opera na zona não-linear (saturação).31-03-2012 Por : Luís Timóteo 29
  29. 29. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta Comparador -Passagem por ZeroNeste caso, para valores de Vin inferiores a 0 V a diferença de potencial (V+-V-) é negativa, pelo que o dispositivo satura negativamente, i.e., Vout=80% de -VCC. Reciprocamente, para valores de Vin superiores a 0 V, a ddp à entrada (V+-V-) é positiva e o dispositivo satura positivamente, i.e., Vout= 80% de +VCC.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 30
  30. 30. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta Não há realimentação, a tensão diferencial não é nula. VCC Vinv - Vcc Vnon Vinv Vout Vout Vnon + Vcc Vnon Vinv -VCC Vin Comparador com voltagem de referência VCC Vcomp Vin - Vcc Vout Vout + Vcomp -VCC -Vcc31-03-2012 Por : Luís Timóteo 31
  31. 31. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta Comparador Vin VCC Vcomp Vin - Vcc Vout + Vcomp -Vcc -VCC Vout Ressaltos E se houver ruido no sinal de entrada ? ¿Cómo evitar os ressaltos?31-03-2012 Por : Luís Timóteo 32
  32. 32. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Ampop Comparador http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE460331-03-2012 Por : Luís Timóteo 33
  33. 33. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Realimentação Negativa Ganho em malha fechada: Vin -Vr Vin + Dividindo por A Amplificador Vout AOL 1 AOL Af - Af 1 AOL· 1 AOL· β = Realimentação AOL AOL VrSe o ganho em malha aberta é muito grande 1/AOL≈0 AOL 1Então: Af AOL· Dividindo por AOL Af A Realimentação Negativa diminui o ganho e a positiva aumenta o ganho… Mas esta linguagem é enganadora…  O ganho dum sistema REALIMENTADO é INDEPENDENTE do ganho do amplificador, dependendo quase exclusivamente do factor .31-03-2012 Por : Luís Timóteo 35
  34. 34. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Realimentação Negativa Realimentação negativa: A · b > 0 Vin-VR Vin AOL Vout - Por exemplo: A>0 e >0 VR Se por qualquer perturbação a saída se aumenta: Vout ↑ VR ↑  Vin -VR ↓  Vout ↓ A realimentação tende a compensar as perturbações da saída.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 36
  35. 35. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares +VCC Ampop Real _ i(-) Inversora ROut vid Rin A Saída i(+) Não Inversora + vout = Advid -VCC• i(+), i(-) : correntes de entrada do Amplificador das entradas Inversora e não Inversora ,respectivamente.• vid : A Voltagem de entrada da entrada inversora para a não inversora.• +Vcc , -Vcc: Alimentação DC, geralmente +15V e –15V• Rin : Resistência de Entrada, idealmente infinito.• A : O ganho do Amplificador. Idealmente muito alto, na ordem de 1x1010 .• ROut: Resistência de saída, idealmente zero• vOut: Voltagem de saída; vOut = AOLvid onde AOL é o ganho em malha aberta. 31-03-2012 Por : Luís Timóteo 37
  36. 36. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador InversorConsidere-se o ampop (ideal). com realimentação negativa ilustrado na figura.  O ganho de malha fechada, Af, é definido por: A ≡ v out vf vinA tensão vout tem um valor finito, e como: v = Af ( v out non v )inv Neste caso v non = 0 e v inv = v in v ) = Ao Então: ( vnon v inv dado que, idealmente, A → ∞ f então, (vnon v )→ 0 inv isto é, as tensões presentes em V (+) e V (-) são praticamente iguais.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 38
  37. 37. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Diz-se, então, que existe um curto-circuito virtual entre as entradas não inversora, Vnon(+), e a inversora, Vinv(-).  O termo curto-circuito virtual significa que qualquer que seja a tensão presente em V(+), ela está também presente em V(-), devido ao ganho A ser muito elevado (tender para infinito). Assim: Quando V(+) está ligado à massa, diz-se que V(-)é uma massa virtual (figura em cima), dado que, embora V(-) esteja ao potencial zero, devido ao curto-circuito virtual, ela não está fisicamente ligada à massa.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 39
  38. 38. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Ganho da Montagem InversoraA figura ilustra a montageminversora do amplificadoroperacional. R2 Af = R1A resistência de entrada da montagem inversora (do ponto de vista do sinal), da figuraé dada por: R i = R 1 (Devido ao curto circuito virtual entre a entrada V(+) e a V(-), a entrada V(-) também está á massa.Se a relação R2/R1 for maior que 1, a montagem diz-seMultiplicadora.Se a relação R2/R1 for menor que 1, amontagem diz-se Divisora. Característica de transferência da montagem inversora.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 40
  39. 39. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Inversor i R2 Vin - Vout i R1 i= Vinv R1 + R2 i=0 - Vin Vnon Vout Vinv = Vout + i · R2 i=0 + Vin - Vout Vinv = Vout + R1 · R1 + R2 R2 R1 Vinv = Vout · + Vin · V- = V+ R1 R1 + R2 R1 + R2 Vout = -Vin · R2 V+ = 031-03-2012 Por : Luís Timóteo 41
  40. 40. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Funcionamento31-03-2012 Por : Luís Timóteo 42
  41. 41. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Resumo iF RF i1 R1 Vinv i=0 - Vnon + + + _ V i=0 Vout in RL -Equações Gerais: Vin i1 iF i1 R1 RF Avf RF R1 Vout iF RF Vin R1 R1 RF31-03-2012 Por : Luís Timóteo 43
  42. 42. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Resistência de Entrada e de Saída Idealmente a resistência de entrada para esta configuração, é equivalente a R1. No entanto, para ser mais preciso, o valor da resistência de entrada é dado pela seguinte fórmula: RF RinF R1 1 AOL Idealmente a resistência de saída é zero, mas a fórmula seguinte dá um valor mais preciso: RO ROF 1 . AOL R1 Nota: R1 RF31-03-2012 Por : Luís Timóteo 44
  43. 43. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Exercício RF iF Dados: vin = 0.6 V, RF = 20 k R1 R1 = 2 k , AOL = 400 k i1 Vinv i=0 - Rin = 8 M , Ro = 60 Vnon Calcular: vo , iF , Av , , RinF e RoF + + + i=0 Vout _ V RL - in Solução? Solução vout = -iFRF = -vinRF/R1 = -(0,6*20.000)/2.000 = 12 V iF = i1 = vin/R1 = 1 / 2.000 = 0,5 mA Av = RF/R1 = 20.000 / 2.000 = 10 = R1/RF = 2000 / 20.000 = 0,1 Rin = R1 + RF = 2.000 + 20.000 = 2.000,05 1 + AOL 1 + 400.000 RoF = Ro = 60 = 1,67 m 1 + AOL 1 + 0,09*400.00031-03-2012 Por : Luís Timóteo 45
  44. 44. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Verificar conhecimentos31-03-2012 Por : Luís Timóteo 46
  45. 45. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Inversor http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE290331-03-2012 Por : Luís Timóteo 47
  46. 46. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Não Inversor Sistema realimentado: A Vin A Vout Vout = Vin · - 1+A· A→ VR Vout 1 Vout = Vin · Amplificador operacional realimentado: R2 V + in R2 + R1 Vout Vout = Vin ·Vinv= Vin - R1 R2 VR R1 R1 R1 R2 = Vout = Vin·(1 + ) R1 R2 + R231-03-2012 Por : Luís Timóteo 48
  47. 47. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Não Inversor EquaçõesO ganho de voltagem em malha fechada, simbolicamente Avf é calculado da seguinte forma: Vout RF Avf 1 Vin R1A equação original do ganho em malha fechada é: AOL Avf AvF é o Ganho do Amplificador com 1 AOL . realimentação. 1 Idealmente AOL = ∞ , no entanto Av = Nota: O valor de AOL é um dado específico para cada Ampop e actualmente é na ordem de valores de 50k a 500k. é o factor de realimentação e assumindo que o ganho em malha aberta é infinito: R1 R1 R231-03-2012 Por : Luís Timóteo 49
  48. 48. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Não Inversor Impedâncias de Entrada e de Saída A impedância de entrada (Zif) é aumentada pois: Z if Rin(1 . AOL )  Como β é determinado pelo projeto, podemos aumentá-lo para aumentar a impedância de entrada Zif.  A impedância de saída (Zof) diminui quando aumentamos β: Rout Z of 1 . AOL31-03-2012 Por : Luís Timóteo 50
  49. 49. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Não Inversor Ganho da Montagem Não Inversora (Curto Circuito virtual) Vinv Vnon Vin Vin i1 R1  A figura ilustra a montagem Não i1 i2 I inversora do amplificador Vin I R1 operacional. Vout Vin I R2 Vout R1 R2 A resistência de entrada da montagem Não inversora da Vin R1 figura é dada por: R Vin Vout R1 R2 iin 0 Rin logo Z in Vout 1 2 Vin R1 R1 Ri = (ausência de resistência física e característica ideal do AmpOp) R 2 A f R 1  Af 1 1 Característica de transferência da Montagem não Inversora.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 51
  50. 50. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Não Inversor  Corrente de Polarização “Input Bias Currente IIb “  Correcção dos efeitos de IbVin + R1=1MΩ e RF=10MΩ . RS Vout Se Rs=0 Vout=Ib.RF sendo Avf=10…. - RF Ib= 100nA Vout=10MΩx.100nA=1V …o que é um erro muito grande…. R1 Anular o efeito de Ib, introduzindo Rs . Rs=R1//RF Outra solução para reduzir o erro, é baixar os valores de R1 e RF, mantendo o ganho Avf  Se RF = 1MΩ e R1=100KΩ… Vem Vout=0,1V para o mesmp Ib de 100 nA.  Logo, a forma de anular o efeito de IB, será colocar a resistência Rs, numa das entradas, de tal forma que Rs=R1//Rf.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 52
  51. 51. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Não Inversor Equações i(+) Vnon + iOut vid = vout/AOL iL vid Assumimdo AOL ∞ Vinv + - iF + vid =0Vin _ + + Vout i(-) vF RF vL RL - Assumindo também, Rin = ∞ _ _ i(+) = i(-) = 0 + v1 R1 _ i1 Isto significa que,Aplicando KVL, as seguintes iF = i 1equações são encontradas: No entanto: iF = vin/R1 Usando a equação da esquerda, vem para a voltagem V1 Vin de saída: Vin .RF RF Vout V1 VF Vin iF RF Vout Vin Vin 1 R1 R131-03-2012 Por : Luís Timóteo 53
  52. 52. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Inversor Exercício i(+) Vnon + iOut vid iL Dados: vin = 0.6V, RF = 200 k Vinv + - iF + R1 = 2 k , AOL = 400k Vin _ + + Vout i(-) vF RF vL RL - Rin = 8 M , Ro = 60 _ _ Calcular: vo , iF , Av , , RinF e RoF + v1 R1 _ i1 Solução? Solução: vout = vin + vinRF = 0,6 + 0.6*2x105 = 60,6 V iF = vin = 0.6 = 0,3 mA R1 2.000 R1 2000 Avf = 1 + RF = 2x105 + 1 = 101 = 1 = 1 = 9,9x10-3 R1 2.000 Avf 101 RinF = Rin (1 + AOL) = 8x106 (1 + 9,9x10-3*4x105) = 3,1688x1010 RoF = Ro = 60 = 0,015 AOL + 1 9,9x10-3*4x105 + 131-03-2012 Por : Luís Timóteo 54
  53. 53. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Amplificador Não Inversor Funcionamento31-03-2012 Por : Luís Timóteo 55
  54. 54. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Não Inversor http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE300331-03-2012 Por : Luís Timóteo 56
  55. 55. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Seguidora  Ganho da Montagem Seguidora O circuito seguidor representado na figura ao lado é um circuito tão simples quanto prático sendo não inversor. É composto apenas por um Ampop em que a saída está ligada ao terminalVinv sem resistência de Realimentação, isto é RF=0 A saída, que é igual á entrada Vinv, que acompanha a tensão no terminal Vnon desde que não sejam atingidas as tensões de alimentação do Ampop (caso em que o dispositivo entra na zona de saturação): V0ut=V-=V+=Vin, isto é Af≅1. Gf =1+ Rf R1 e Rf=0 Vem: Gf =1 A montagem seguidora comporta-se como um amplificador de corrente.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 57
  56. 56. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Seguidora Esta montagem tem como principal função tirar partido da elevada impedância de entrada e da pequena impedância de saída do Ampop de modo a isolar electricamente dois blocos de circuitos independentes ligados em cascata. Vout é exactamente igual a Vin. Visto que a saída está directamente liga á entrada [Curto circuito virtual entre V(+) e V(-)]. O circuito é conhecido como "seguidor" pois a saída é uma réplica em fase, com ganho unitário, da tensão de entrada. A impedância de entrada é também infinita. É muitas vezes usada como bloco de saída de variados circuitos electrónicos ou como circuito tampão/interface entre dois circuitos.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 58
  57. 57. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Seguidora  Vout = A [Vnon - Vinv]  Vnon - Vinv = Vout/A  A = , Vout /A = 0 Vinv • A menos que Vout = Vnon  Vnon = Vinv  e Vout = Vinv  Vout =Vnon31-03-2012 Por : Luís Timóteo 59
  58. 58. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Seguidora: Aplicações Seguidor de emissor: Vin V- - V+ Vout V+ = V- Vout = Vin Vin + Este circuito usa-se para adaptar impedâncias. + Equip. Vout iE = 0 - de medida Sinal muito fraco (corrente máxima 50 A)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 60
  59. 59. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisAmplificdor ñ Inv,: Ganho ˃ Montagens não Inversoras 1 Amplificdor ñ Inv,: c/ Vnon Vnon Div.Tensão + + iin R2 iin Vinv - iF + R3 Vinv - iF + Vin + + Vout + V + Vout _ vF RF - _ in vF RF - Vin _ _ + + v1 R1 iF = i 1 v1 R1 RF _ RF R3 _ Vout 1 Vin i1 Vout (1 )( )Vin i1 R1 R1 R2 R3 Vnon Vnon + + iF iin R2 iin Vinv Vin + - + Vout + V R3 Vinv - + _ _ in Vout RF - RF - Vin R3 Vout Vin Vout ( )Vin R2 R3 Seguidor de emissor: Ganho = 1 Ganho <131-03-2012 Por : Luís Timóteo 61
  60. 60. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Inversor i1 R1 iA RF i A = i 1 + i2 V1 i2 V- V- = V+ V2 - R2 Vout V- = 0 V+ + V1 V2 Vout = - iA · RF i1 = i2 = R1 R2 V1 V2 Vn Vout = -RF · ( + …+ ) R1 R2 Rn -RF Se: R1=R2=Rn Vem Vout = · ( V1+ V2 + …+ Vn ) R131-03-2012 Por : Luís Timóteo 62
  61. 61. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Inversor Vout = - iF · RF EXEMPLO Conversor D/A de 4 Bits iF = i1 + i2+ i3 + i4 i4 V1 1 V4 R4 i1 = = = 0,1 mA R1 10KΩ 1,25 KΩ R3 i3 V2 0 V3 i2 = = = 0 mA 2,5 KΩ R2 5KΩ i2 RF 10 KΩ V2 R2 iF V3 1 5 KΩ +15V R1 i1 i3 = = = 0,4 mA V1 0V - R3 2,5KΩ 10 KΩ Vout V4 1 i4 = = = 0,8 mA + R4 1,25KΩ R5 -15V 1 KΩ iF = i1 + i2+ i3 + i4 = 1,3 mA Vout = - iF · RF=(-1,3x10-3x103)= -13V  13V = 1 1 0 1 em Binário31-03-2012 Por : Luís Timóteo 63
  62. 62. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Inversor R-2R Ladder DAC Circuito Equivalente São necessários apenas dois valores de resistências.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 64
  63. 63. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Inversor http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE3403 http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE730631-03-2012 Por : Luís Timóteo 65
  64. 64. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Não Inversor RA RA V- = Vout · = Vout ( 1+ ) RF RA + RF RF RA V1 V2 V- + - R1 R2 Vout V+ = V+ 1 1 1 + + + R1 R1 R2 R3 V1 i1 V+ = V- R2 V2 i1 i2 i2 V1 V2 R3 + RF R1 R2 Vout = 1 + · RA 1 1 1 + + R1 R2 R3 Ganho Amplificador não Inversor31-03-2012 Por : Luís Timóteo 66
  65. 65. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Somador Não Inversor RF RA V- - RN i V+ Vout V1 1 + RN i  O ganho de uma montagem não inversora é: V2 2 RN Af = 1 + RF VN RA iN R3 Se RA=RF Então o ganho é: Af = 1 + 1 = 2 Se RA=RF e todas as entradas tiverem o mesma R = RN Vem:31-03-2012 Por : Luís Timóteo 67
  66. 66. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial Amplificador da Diferença RF V+ = V1 · RF R1 + RF R1 V- V2 Vout V2 - + R1 RF R1 V+ Vout V- = V1 + 1 1 + R1 R2 RF V2·RF + Vout·R1 V- = R1 + RF RF V- = V+ Vout= · (V1 – V2) R1 Resistências iguais duas a duas!...31-03-2012 Por : Luís Timóteo 68
  67. 67. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial Amplificador Diferencial RF Para compreender o circuito, primeiro estudaremos os sinais de entrada em separado, e depois combinados. R2 V-V2 - Á tensão de saída devida a V1 chamaremos V01. R1 V+ VoutV1 + Á tensão de saída devida a V2 chamaremos V02. Então a tensão de saída devido a V1 (supondo V2=0 será; R3 R3 R V01 = V1 x 1+ F R1 + R3 R2 Divisor de tensão na entrada V+Ganho da montagem não InversoraA tensão de saída devido a V2 (supondo V1=0) será; V02 = V2 x RF R2 Comportando-se com uma montagem inversora…. R3 R RF Vout = V01 + V02 Vout =V1 x 1+ F V2 x R1 + R3 R2 R231-03-2012 Por : Luís Timóteo 69
  68. 68. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Circuitos de Diferença Montagem Diferencial Amplificador da Subtractor Diferença Diferencial31-03-2012 Por : Luís Timóteo 70
  69. 69. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação Primeiro passo: Um amplificador diferencial com suas entradas precedidas de um seguidor de tensão (buffer).Vantagens: Aumentam a impedância de entrada para evitar o efeito de carregamento da fonte (por exemplo, um sensor) e muito alto CMRR. Igualam ambas as impedâncias de entrada. Isolam as resistências que definem o ganho da configuração (Rf, Rg etc) da fonte de sinal. Por outras palavras, pode-se projectar previamente o amplificador para que tenha um ganho especificado, independentemente do que será ligado aos seus terminais de entrada.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 71
  70. 70. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação Segundo passo: Incluir resistências adicionais para facilitar a variação do ganho da configuração e determinar o seu funcionamento. Buffers Diferencial V1 R2 R1 (1 R1 )V 1 R2 (1 R1 )V 2 V2 R1 Instrumentação31-03-2012 Por : Luís Timóteo 72
  71. 71. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial: Amplificador de InstrumentaçãoA eliminação do ponto x á massa vai aumentar em muito a performance do amplificador e do CMRR. Buffers (1 R2 R1 )V 1 Diferencial Vout R2 R4 Ad 1 2 R2 V2 V1 R1 R3 (1 2 R1 )(V V ) 2 1 R2 R4 Vout 1 V2 V1 R1 R3 R2 (1 R1 )V 2 Instrumentação31-03-2012 Por : Luís Timóteo 73
  72. 72. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial: Amplificador de InstrumentaçãoPara fazer com que o ganho da montagem seja variável a resistência 2R1, pode ser desdobrada numa resistência fixa com uma variável em série, sendo que a fixa impõe o limite do máximo ganho. Buffers (1 R2 R1 )V1 Diferencial 2 R2 (V2 V1 ) 2R1 (1 2 R1 )(V V ) 2 1 Vout R2 R4 Ad 1 V2 V1 R1 R3 R2 (1 )V R2 R4 R1 2 Vout 1 V2 V1 R1 R3 Instrumentação31-03-2012 Por : Luís Timóteo 74
  73. 73. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Montagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação  Amplificador Diferencial com alta impedância de Entrada e baixa impedância de saída.  Dois Amplificadores não Inversores + um Amplificador Diferencial. (LPF) <0,2V <100 Hz Buffers Diferencial Não Inversor Max. CMRR (HPF) x ≈4 x 10 x 32 >0,05 Hz Instrumentação31-03-2012 Por : Luís Timóteo 75
  74. 74. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Inversor com alta Impedância de Entrada  As montagens inversoras são de concepção simples, mas têm um senão.  A resistência de entrada é determinante no Ganho da montagem, pelo que é normalmente baixa. Com esta montagem, faz-se um amplificador Então: inversor com a impedância de entrada de 1 M , com ganho A= -100 sem ter resistência maiores do que 1 M . 1MΩ 1MΩ 1MΩ 1MΩ 100 1 R 10,2kΩ 1MΩ 1MΩ R 3 98 3 Vin Vin R2 Vx R2 1 i1 i2 Rin R1 Vx 0 R2 i2 Vin i3 Vin R1 i1 R1 R3 R1 R3 Vin R2 1 R2 Vin R2 1i4 i2 i3 Vin Vout Vx R4 i4 Vin R1 V R1 R3 in R4 R1 R1 R3 R1 R2 R4 R4 Vout 1 V R2 R3 in i2 i3 R131-03-2012 Por : Luís Timóteo 76
  75. 75. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Amplificador Inversor de corrente com controlo de corrente  Montagem inversora amplificadora de corrente, de zero de impedância de entrada em que a corrente na carga é independente desta. R2 i3 iin R3 R2 i4 1 iin R3 R4 é a resistência de carga. A corrente que a percorre depende de R2 e R3.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 77
  76. 76. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor corrente(tensão (I/V) Amplificador de Transresistência iF RF _ + iin + vOut - Equações Gerais: iF = iin vout = -iFRF Rm =1/Gm Rm = vout/iin = RF Rm - Transcondutância Inversa. Gm - Transcondutância31-03-2012 Por : Luís Timóteo 78
  77. 77. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor corrente(tensão (I/V) iin RF Amplificador de Transresistência iin V-Respondem á necessidade de uma fonte de - tensão constante, independente da carga e + controlada por corrente. Vout + V+ RLHá transdutores, cujo modelo se aproxima de uma fonte de corrente, mas com baixa/variável - resistência (Fotodiodo). Vantagem: Ri=0 Para se conseguir um valor aceitável de tensão há a necessidade de um amplificador de transresistência ou conversor corrente/tensão. Vout iin RF iin A A RFEm que A, é o factor de Amplificação de transresistência.(-) Desfasamento de 180º devido a ser aplicado na entrada Inversora (-).Á medida que a luz aumenta a corrente iin aumenta (varia a resistência) aumentado Vout.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 79
  78. 78. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Conversor corrente/tensão (I/V) Exercício iF RF Dados: iin = 10 mA _ RF = 200 + Calcular: iF , vout e Rm iin + vOut - Solução? Solução: iF = iin = 10 mA vout = -iFRF = 10 mA * 200 =2V Rm = vout/iin = RF = 20031-03-2012 Por : Luís Timóteo Kristin Ackerson, Virginia Tech EE Spring 2002 80
  79. 79. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor corrente(tensão (I/V) Exemplo de aplicação RF RF=1M iR 1M - + - Vout IR + + + RL Vo RL - - Fotodiodo BPW21 V out mV RF I R RF 2 10 L lx I R nA 2 10 L lx Algo parecido pode fazer-se com um diodo normal para medir temperatura. (Corrente de fuga de um diodo duplica em cada 10ºC)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 81
  80. 80. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor corrente(tensão (I/V) Amplificador de Transresistência  Eis uma versão não inversora de amplificador de Transresistência (Fotodiodo). Vx I in I1 R1 Que para massa virtual (ponto quiescente estabelecido por R1)… Vout I in Vout I in R1 Vout I in Rm R1 Em que Rm, é o Ganho de transcondutância inversa e é igual a -R1.31-03-2012 Por : Luís Timóteo 82
  81. 81. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor corrente(tensão (I/V) http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE310331-03-2012 Por : Luís Timóteo 83
  82. 82. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I) iL iL Load Load R1 i1 R1 i1 OU + + vin vin + _ _ vin _ Equações Gerais: iL = i1 = v1/R1 v1 = vin Transcondutância, gm = iout/vin = 1/R1 No entanto: iL = i1 = vin/R1 = gmvin A Resistência máxima de carga é determinada por: RL(max) = vout(max)/iL31-03-2012 Por : Luís Timóteo 84
  83. 83. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I) iA V- = V+ R2 V- v iA = iA R1 V- R1 - Vin – V+ R1 V+ iin = Vin + R1 iin v iout = iin + iA iout iA R2 Vin – V+ V- Rout iout = + R1 R1 Vin iout = A corrente de saída não depende de Rout R131-03-2012 Por : Luís Timóteo 85
  84. 84. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I)  Massa flutuanteAmplificador de TranscondutânciaBaseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função da tensão de entrada, mas independente da resistência de carga. Vin RL Existem dois circuitos básicos: i Vout Vin RL 2R RL 2R  Massa flutuante  Massa normal:  Com RL á Terra.  Com fonte e RL á Terra. Com fonte á Massa. Se31-03-2012 Por : Luís Timóteo 86
  85. 85. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I)Amplificador de Transcondutância  Massa Normal Baseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função da tensão de entrada, mas independente da resistência de carga. Com RL e Fonte á Terra. Com RL á Terra. Se31-03-2012 Por : Luís Timóteo 87
  86. 86. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I)Amplificador de TranscondutânciaBaseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função datensão de entrada, mas independente da resistência de carga. Vin IR2 IR1 IR2 I in R2 Vin R1 R2 Vout R2 Vout I out R1 R2 Vin I out R2 Aplicações: LED modelador de luz. (Em fibra ópticas)31-03-2012 Por : Luís Timóteo 88
  87. 87. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Conversor Tensão/Corrente (V/I) Exercício RLoad iL Dados: vin = 2 V, R1 = 2 k i1 _ vout(max) = 10 V R1 + Vin + Calcular : iL , Gm e RL(max) - Solução: Solução? iL = i1 = vin/R1 = 2 / 2000 = 1 mANota:• Se RL > RL(max) o Ampop irá á Saturação Gm = iout/vin = 1/R1 = 1 / 2000 = 0.5 mS• A corrente de saída, iL é independente da resistência de Carga RL. RL(max) = vout(max)/iL = 10 V / 1 mA = 10 k31-03-2012 Por : Luís Timóteo 89
  88. 88. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Conversor Tensão/Corrente (V/I) http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=SSE330331-03-2012 Por : Luís Timóteo 90
  89. 89. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais  Referenciador de Tensão +Vcc R1 RF RZ _ + + Vout _ VZ Z1  Com RF variável permite variar a tensão de referência pretendida na saída Vout ˃ Z. V RF Vout 1 VZ R131-03-2012 Por : Luís Timóteo 91
  90. 90. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Dúvidas?31-03-2012 Por : Luís Timóteo 92
  91. 91. Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares Bibliografias http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx? http://www.technologystudent.com/elec1/opamp3.htm www.ate.uniovi.es/ribas/Docencia05_06/Electronica_y_automatismos_9047/Presenta ciones/Amplificadores.pps http://www.williamson-labs.com/480_xtor.htm#emitter-follower http://www.chem.uoa.gr/applets/AppletOpAmps/Appl_OpAmps2.html http://educypedia.karadimov.info/electronics/javaopamps.htm31-03-2012 Por : Luís Timóteo 93

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