ROTEIRO 01 – Alimentação do Amplificador Operacional

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Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Departamento Acadêmico de Eletrotécnica
Engenharias – Eletrônica 2 – ET7BC - Laboratório
Prof.ª Elisabete N Moraes
ROTEIRO 01 – Alimentação do Amplificador Operacional
Equipe:______________________________________________________________
Data:
___/_____/____
Objetivo:
Visto
_____________
-Alimentar o amplificador operacional utilizando fonte simétrica a partir de duas fontes DC e com apenas uma fonte DC e
divisor resistivo a fim de caracterizar as particularidades de cada associação.
Pré-requisitos:
1)Amplificadores Operacionais –Antonio Pertence Junior – Makron Books
2)Cap 14 e 15 do Boylestad
3)Cap 2 do Sedra
Materiais:
Fonte de Alimentação Simétrica
1 Proto board
2 Multímetros digital
1 CI LM741 e datasheet eletrônico
1 CI LM324 e datasheet eletrônico
2 LED convencional. Cor a escolha da equipe
1 Resistor de 470Ω
2 Resistores de 220kΩ
2 Resistores de 1kΩ
Pares de resistores de valores diversos.
INTRODUÇÃO TEÓRICA
Normalmente os AmpOps são projetados para serem alimentados simetricamente, o que
significa conectar aos terminais do circuito integrado (CI) em duas fontes de alimentação “+Vcc” e “–
Vcc”, conforme indica a Figura 1.
Figura 1. Alimentação simétrica usando duas fontes de alimentação
Alguns AmpOps são fabricados para operarem com monoalimentação (unipolar). Neste
cenário, a alimentação é caracterizada por uma única fonte de tensão.
Para estruturar uma alimentação simétrica utilizam-se das seguintes conexões:
1. Uso de duas fontes de alimentação em que são conectadas em série como indica a
Figura 1;
2. Uso de uma fonte de alimentação em que o recurso do divisor resistivo é utilizado,
indicado na Figura 2.
3. Uso de uma fonte de alimentação com a combinação resistor e diodo zener, indicado
na Figura 3.
ENM
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Figura 2. Alimentação simétrica a partir do uso do divisor
resistivo.
Figura 3. Alimentação simétrica com o uso do resistor e diodo
zener.
O desenvolvimento desta prática prevê a montagem dos circuitos indicados na Figura 1e na Figura 2.
PREPARAÇÃO:
1. Meça os resistores e a tensão de junção do led. Anote os valores:
R220k = __________ R220k = ____________ R1k=____________
R470=_______________________
R1k=_____________
Vled=______________
2. Nos desenhos que representam AO 741 e o AO 324 indique a finalidade de cada um dos
terminais usando a Tabela 1.
741
a)
b)
Figura 4. Vista superior com a indicação dos terminais do CI a) AO 741 e do b)AO 324.
741
324
1
1
2
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5
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6
12
13
7
14
Tabela 1: Pinagem dos amplificadores operacionais 741 e 324
MONTAGEM
I.
ALIMENTAÇÃO SIMÉTRICA A PARTIR DE DUAS FONTES DE TENSÃO
1)
FONTE SIMÉTRICA: será obtida a partir da fonte de alimentação DC da bancada. Siga
atentamente as conexões do diagrama da Figura 5 tendo a figura da fonte como
exemplo de conexão. Ajuste para ±12Vcc.
vai para +Vcc
do AmpOp
Canal 1
Fonte DC
2 canais
Canal 2
vai para - Vcc
do AmpOp
Figura 5. a) Diagrama de conexão para a alimentação
simétrica. b) Figura ilustrativa das conexões a serem realizadas.
2)
ENM
A seguir meça as tensões aplicadas aos terminais +Vcc e -Vcc de cada AmpOp:
CI741
CI324
+ Vcc
= _______
_______
- Vcc
= _______
_______
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3)
Curte-circuite as entradas inversora e não inversora do CI em estudo e meça as grandezas
indicadas abaixo. Observe a Figura 7:
CI 741
CI324
a) Tensão de saída em aberto (Figura 7a) Vout = ___________ _____________
b) Corrente drenada da fonte: para esta medida observe o display mostrador destinado
à indicação de corrente da fonte de alimentação: Ifonte _______ ____________
Figura 6: Detalhe do display mostrador de corrente da fonte
de alimentação
4)
Repita os procedimentos realizados no item 3) porém com carga
a) Com carga (Figura 7b) Vout= _________________
i. Tensão no led=____________
ii. Tensão no R470=__________
b) Corrente drenada da fonte:
Ifonte = Vr470/ 470= _____ calculada
Ifonte =________________ display
R470
+Vcc
+Vcc
-Vcc
-Vcc
b)
a)
Figura 7. a) Condição sem carga. b) Condição com carga.
II.
ALIMENTAÇÃO SIMÉTRICA COM UMA FONTE DE TENSÃO e DIVISOR RESISTIVO 220kῼ
1. Usando apenas um canal da fonte DC, monte o divisor resistivo usando os 2 resistores (R) de
220k, conforme indica a Figura 8.
+Vcc
2. Ajuste a tensão do canal escolhido em 24V.
Canal 1
OU
Canal 2
R
R
- Vcc
Figura 8. Circuito para obtenção da fonte simétrica a partir do divisor resistivo.
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3. A seguir meça as tensões aplicadas aos terminais +Vcc e -Vcc de cada AmpOp:
CI 741
CI324
+ Vcc
= _______
________
- Vcc
= _______
________
4. Curte-circuite as entradas inversora e não inversora do CI e meça a tensão na saída nas
seguintes condições:
CI741
CI324
a) Tensão de saída em aberto Vout = __________
_____________
b) Corrente drenada da fonte: Ifonte = ___________
_____________
c) Tensão de saída com carga  Vout= ___________
_____________
d) Tensão no led =
____________
_____________
e) Tensão no R470
=__________
_____________
f) Corrente drenada da fonte Ifonte = ___________
_____________
III.
ALIMENTAÇÃO SIMÉTRICA COM UMA FONTE DE TENSÃO e DIVISOR RESISTIVO 1kῼ
1. Repita as ações indicadas no item II.1 a II.4, fazendo o divisor resistivo com R=1kohm.
CI 741
+ Vcc
= _______
________
- Vcc
= _______
________
a)
b)
c)
d)
e)
f)
ENM
CI324
CI741
Tensão de saída em aberto Vout = __________
Corrente drenada da fonte: Ifonte = ___________
Tensão de saída com carga  Vout= ___________
Tensão no led
=____________
Tensão no R470
=__________
Corrente drenada da fonte Ifonte = ___________
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CI324
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_____________
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Data:
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Visto
_____________
IV.
Questionário
1) Elabore uma tabela contendo os valores medidos e calculados das montagens realizadas
e estabeleça uma análise comparativa dos resultados.
CI 741
SEM CARGA
(em aberto)
Configuração
Iterminal
Iterminal
+Vcc
-Vcc
Vout
COM CARGA
(led + R470)
Iterminal
Iterminal
+Vcc
-Vcc
Vout
Vled
VRled
Icarga
VRled
Icarga
1) 2 fontes DC
2) 1 fonte DC com
DT R=220k
3) 1 fonte DC com
DT R=1k
Tabela 2: Valores de corrente e tensão das medidas com o CI 741.
CI 324
SEM CARGA
(em aberto)
Configuração
Iterminal
Iterminal
+Vcc
-Vcc
Vout
COM CARGA
(led + R470)
Iterminal
Iterminal
+Vcc
-Vcc
Vout
Vled
1) 2 fontes DC
2) 1 fonte DC com
DT R=220k
3) 1 fonte DC com
DT R=1k
Tabela 3: Valores de corrente e tensão das medidas com o CI 324.
2) Estabeleça um parecer sobre a corrente de entrada do AmpOp considerando as
configurações de alimentação simétrica experimentadas tendo como foco a presença ou
não dos resistores do DT.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
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3) Estabeleça um parecer sobre a corrente de saída do AmpOp considerando as
configurações de alimentação simétrica experimentadas tendo como foco o valor dos
resistores do DT.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
4) Estabeleça um comparativo entre a alimentação simétrica com duas FT e com apenas uma
fonte de tensão.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
5) Admitindo um AmpOp ideal, o que deveria ocorrer quando as entradas não inversora e
inversora fossem curto circuitadas? Justifique.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
6) Justifique a inserção dos LEDs na formação antiparalelo.
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
ENM
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