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Capitulo 3 - Amplificador Operacional
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.1 – Conceito amplificador CC multiestágio, com entrada diferencial
operações matemáticas como soma, integrações, etc
3.2 – Principais Características
a) Resistência de entrada infinita;
b) Resistência de saída nula;
c) Ganho de tensão infinito;
d) Resposta de freqüência infinita;
e) Insensibilidade à temperatura.
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.3 - APLICAÇÕES PARA O AMPLIFICADOR OPERACIONAL
• Amplificadores lineares;
• Amplificadores não lineares;
• Comparadores;
• Filtros (passa baixa,passa alta, passa banda e rejeita banda);
• Aplicações logarítmicas (multiplicadores, divisores);
• Multivibradores;
• Osciladores;
• Reguladores (tensão, corrente; precisão, etc...);
• Sample-hold.
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.4 – Modelo Elétrico
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3.5 – Circuito Interno
Componente eletrônico compacto construído da junção
de resistores, capacitores e transistores.
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3.6 – Representação Simbólica
V+ – Entrada não Inversora
V- – Entrada Inversora
VO – Tensão de Saída
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.7 - CARACTERÍSTICAS DE UM AOP IDEAL
1) Só amplifica a diferença dos sinais de entrada,
nunca amplifica o sinal comum às duas entradas.
2) Não consome e nem fornece corrente através
de suas entradas, impedância de entradas é infinita;
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.7 - CARACTERÍSTICAS DE UM AOP IDEAL
3) impedância de saída nula (RO = 0).
4) ganho A = infinito, real e positivo.
5) ganho A constante que independe do valor da
freqüência dos sinais de entrada
6) insensibilidade a temperatura.
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3.9 - ALIMENTAÇÃO DO AMP OP Fonte simétrica ou duas fontes.
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.10 - MÉTODOS DE POLARIZAÇÃO DO AMPLIFICADOR
- Sem Realimentação;
- Realimentação Positiva;
- Realimentação Negativa;
Sem Realimentação Malha aberta,
Não tem controle sobre o ganho;
Empregado em circuitos comparadores.
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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Realimentação positiva
- malha fechada.
- ganho do operacional é obtido pelo projetista.
- apresenta instabilidade ao circuito.
- usado em circuitos osciladores.
- não trabalha como amplificador de sinais, pois sua resposta
não é linear.
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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Realimentação Negativa -saída é reaplicada à entrada inversora
- várias aplicações:
- Amplificador Inversor;
- Amplificador Não Inversor;
- Amplificador Somador;
- Amplificador Diferencial;
- Diferenciador;
- Integrador;
- Filtros Ativos, etc.
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Realimentação Negativa
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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3.12 – Circuito Geral
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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Daí, obtém-se, a Equação Geral de Funcionamento do AO
3.12 – Circuito Geral
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3.13 – Amplificador Inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.13 – Amplificador Inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.14 – Amplificador não inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.14 – Amplificador não inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.15 – Amplificador não inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.15 – Amplificador não inversor
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.16 – Amplificador diferencial
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.16 – Amplificador diferencial
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.17 – Amplificador somador
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.18 – Seguidor de Tensão (buffer)
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.18 – Seguidor de Tensão (buffer)
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.19 – Conversor Tensão Corrente
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.20 – Conversor Corrente/Tensão
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.21 – Integrador
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.22 – Amp Op real
•Impedância de entrada e impedância de saída
• Ganho finito e tensões de saturação
• Erros de polarização: tensão e desvio (offset) e
• correntes de polarização
• Taxa de inflexão
• Resposta em frequência
• Produto ganho largura de banda
• Distorção harmônica
• Ruído
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.11 – Amp Op 741
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.23 – Pinagem CI típico
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.24 – Código de Fabricantes
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.25 – Ajuste de Offset
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.26 – Saturação
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Capítulo 3 – Amplificadores Operacionais
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3.27 – Tipos de Encapsulamento
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Ganho x Largura de Banda • AmpOp real o ganho diminui com o aumento da frequencia do
sinal;
• Avd: ganho DC de tensão diferencial
• Ganho unitário: f1
• fc: frequencia de corte – 0,707 Avd
• B1: largura de banda de ganho unitário;
f1= Avd fc
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Ganho x Largura de Banda
f1= Avd fc
Exemplo: Determine freqüência de corte se B1 = 1
MHz e Avd =200 V/mV.
fc = f1 / Avd
fc = 1*106 / 200*103= 5 Hz
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FIGURE 13-30 741 op-amp specifications.
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FIGURE 13-30 741 op-amp specifications.
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FIGURE 13-30 Continued.
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FIGURE 13-32 Performance curves.
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Problema 3 - Qual a tensão de saída Vo?
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Problema 4 - Qual é a faixa de ajustes de ganho de tensão no circuito a seguir?
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Problema 5 – Que tensão de entrada produz uma tensão de saida de 2 V no
seguinte circuito?
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Problema 6 – Qual a faixa de tensão de saída supondo que a tensão de entrada
possa variar de 0,1 V a 0,5 V?
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Problema 7 – Para o circuito a seguir, qual a tensão de saída se Vi = - 0,3 V?
Problema 8 – Que entrada deve ser aplicada para que Vo = 2,4V?
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Problema 9 – Que faixa de tensão de saída é obtida no circuito abaixo?
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FIGURE 14-8 Summing amplifier.
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Problema 9 – Calcule a tensão de saída se Rf = 330 kΩ.
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Problema 14 – Calcule a tensão de saída do circuito abaixo.
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Problema 15 – Calcule a tensão de saída V2 e V3 do circuito abaixo.
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Problema 16 – Calcule a tensão de saída V0 no circuito abaixo.
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Problema 17 – Calcule a tensão de saída V0 no circuito abaixo.
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FIGURE 14-5 Constant-gain connection with multiple stages.
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FIGURE 14-6 Circuit for Example 14.4 (using LM124).
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FIGURE 14-7 Circuit for Example 14.5 (using LM 348).
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FIGURE 14-8 Summing amplifier.
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FIGURE 14-9 Circuit for Example 14.6.
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FIGURE 14-10 Circuit to subtract two signals.
Obter expressão de Vo em função de V1 e V2
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FIGURE 14-11 Subtraction circuit.
Obter expressão de V0 em função de V1 e V2
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FIGURE 14-12 Circuit for Example 14.8.
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FIGURE 14-28 Instrumentation amplifier.
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Lista de Exercícios 03 – Continuação – Para 09/04
Boylestad – Dispositivos Eletrônicos e Teoria de
Circuitos – 8ª. Edição
Capitulo 14
Exercícios 14.1, 2, 3, 6, 7, 8
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72
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FIGURE 14-47 Problem 1
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FIGURE 14-48 Problem 2
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FIGURE 14-49 Problem 3
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FIGURE 14-50 Problem 6
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FIGURE 14-51 Problem 7
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FIGURE 14-52 Problem 8