Trabalho 2

Dep.to Electrónica e Telecomunicações - Universidade de Aveiro
Electrónica I – Trabalhos Práticos
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Trabalho prático nº 2: Amplificadores operacionais: configurações básicas (lineares) .
Para a realização deste trabalho o amplificador operacional (OPAMP) pode ser considerado como
uma “caixa” com as seguintes características ideais:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Rin=∞
resistência de entrada infinita;
Ro=0
resistência de saída nula;
ganho infinito;
Av=∞
L.B.=∞
largura de banda infinita (o valor real é o que mais se afasta do ideal);
amplificador perfeitamente balanceado;
V+=V-⇒Vo=0
as características anteriores não variam com a temperatura.
O amplificador operacional usado neste trabalho é o TL081, cuja informação do fabricante é fornecida
em anexo a este trabalho. É importante que os alunos consultem a informação relativa à pinologia e
tensão de alimentação máxima bem como outra (ganho, largura de banda, resistência de entrada, ...)
de modo a “familiarizarem-se” com o tipo de informação que é fornecida.
2.1 Configuração inversora
2
Monte um amplificador operacional TL081 numa configuração inversora , tal como mostra o esquema
da Fig. 2.1, de modo a apresentar um ganho de –10 e uma impedância de entrada de 10KΩ.
R2
R1
Vi
TL081
Vo
+
Fig. 2.1 – Configuração inversora.
1. Aplique um sinal ao circuito e verifique que na entrada inversora (–) do OPAMP se
tem uma massa virtual.
2. Meça a resistência de entrada.
3. Meça o ganho do circuito e a frequência de corte.
4. Altere o valor de R2 para, pelo menos, o dobro. Meça de novo o ganho e a frequência
de corte. Que conclusões pode tirar?
5. Verifique, para as tensões de alimentação usadas, quais as tensões de saturação do
OPAMP.
2.2 Configuração não-inversora
Monte um amplificador operacional TL081 numa configuração não-inversora, tal como mostra o
esquema da Fig. 2.2, de modo a apresentar um ganho de 11.
R2
R1
TL081
Vi
Vo
+
Fig. 2.2 – Configuração não-inversora.
1
Aplicações não lineares exigem geralmente a intodução de um elemento não-linear (díodo por exemplo) ou o conceito de
realimentação positiva. Algumas destas configurações serão abordadas ainda em Electrónica I mas o seu estudo só será feito
noutras cadeiras.
2
Num esquema, as alimentações dos OPAMPs geralmente não são indicadas. No entanto, um circuito que não tenha os pinos
de alimentação devidamente ligados não pode funcionar. Assim, recomenda-se que estas ligações (apesar de não indicadas)
sejam as primeiras a serem efectuadas.
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6. Aplique um sinal na entrada e meça o ganho do circuito.
7. Retire R1 e R2 e ligue directamente a saída do circuito à entrada – do OPAMP. Meça
o ganho do novo circuito (seguidor de tensão). Qual a utilidade de um circuito destes?
2.3 Configuração somadora
Monte um amplificador operacional TL081 numa configuração somadora, tal como mostra o esquema
da Fig. 2.3, de modo a apresentar um ganho de –1 relativamente às entradas vi1 e vi2. Para o circuito
auxiliar, considere Rp=10KΩ e dimensione R1 e R2 de modo a que vi2 varie entre –5 e +5V.
+15V
R3
-
R4
Vi2
TL081
Rp
R5
Vi1
R1
TL081
+
Vo
+
R2
-15V
Fig. 2.3 – Configuração somadora.
8. Monte o circuito e verifique que a saída é a soma (invertida) dos dois sinais.
9. Confirme os resultados anteriores aplicando o mesmo sinal a vi1 e vi2.
2.4 Configuração diferença
Monte um amplificador operacional TL081 numa configuração diferença, tal como mostra o esquema
da Fig. 2.4, de modo a apresentar um ganho unitário. Use para a entrada vi2 o circuito auxiliar da Fig.
2.3.
R2
R1
Vi2
R1
Vi1
TL081
Vo
+
R2
Fig. 2.4 – Configuração diferença.
10. Monte o circuito e verifique que a saída é a diferença dos dois sinais.
11. Confirme os resultados anteriores aplicando o mesmo sinal a vi1 e vi2.
2.5 Integrador
Monte um amplificador operacional TL081 como integrador, tal como mostra o esquema da Fig. 2.5,
usando para R1 e C os mesmos valores do integrador do trabalho 1. Explique a necessidade de
utilizar a resistência R2 e, para o valor usado, a partir de que frequências é que o circuito se comporta
como um integrador ideal?
R2
C
R1
Vi
TL081
Vo
+
Fig. 2.5 – Integrador.
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12. Estude o comportamento do circuito para sinais sinusoidais, triangulares e
quadrados.
13. Compare com os resultados obtidos no trabalho 1.
2.6 Diferenciador
Monte um amplificador operacional TL081 como diferenciador, tal como mostra o esquema da Fig.
2.6, usando para R e C os mesmos valores de R1 e C do circuito anterior. Explique porque é que
agora não é necessária a introdução de uma resistência em paralelo com o condensador.
R
C
Vi
TL081
+
Fig. 2.6 – Diferenciador.
14. Estude o comportamento do circuito para sinais sinusoidais, triangulares e
quadrados.
15. Compare com os resultados obtidos no trabalho 1.
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