laboratório 03

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) Prova
( ) Prova Semestral
) Exercícios
( ) Prova Modular
) Segunda Chamada
( ) Exame Final
) Prática de Laboratório
) Aproveitamento Extraordinário de Estudos
Disciplina:
Professor:
Turma:
Data:
Nota:
Aluno (a):
EXPERIÊNCIA: Circuitos Comparadores com AMPOP
Objetivo Geral
Entender o funcionamento e as principais características do amplificador
operacional ou ampop como comparador de sinais.
Objetivos Específicos
•
Identificar as principais
características
do amplificador operacional como
comparador;
•
Entender o funcionamento do ampop como comparador.
RESUMO DA TEORIA
Um circuito comparador de tensão, conforme o nome indica, compara tensões e
disponibiliza na saída uma tensão em resposta às tensões comparadas na entrada. Eles
podem se dividir em dois grandes grupos: os comparadores que operam com inversão e
os que operam sem inversão.
Figura – Formas de Onda de Circuitos Comparadores
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Um comparador inversor simples, utilizado como detector de passagem por zero,
comuta cada vez que o sinal de entrada passa por zero volts. O circuito é um amplificador
em malha aberta, pelo que o ganho é o ganho em malha aberta do ampop, tipicamente
muito elevado, fazendo a saída vai comutar para + VSAT ou –VSAT .
O comparador Schmitt-trigger, difere de um comparador normal pelo fato de a
sua função de transferência vo(vi) incluir uma zona na vizinhança da tensão de
comutação, vulgarmente referida como zona de histerese (figura 2).
Figura 2 – Função de Transferência do Comparador Schmitt-Trigger
A primeira figura aplica-se se o Ampop estiver inicialmente na zona de saturação
negativa, e a segunda no caso de o Ampop estar inicialmente na zona de saturação
positiva. Ou seja, a tensão de saída do comparador na zona correspondente a VTL < vi <
VTH – zona de histerese – depende do seu estado anterior, tal como é descrito pelo
sentido das setas.
A tensão de histerese é definida por
VH = VTH − VTL
A saída de um comparador normal apresentaria comutações devidas ao ruído na
passagem por zero. A utilização de um comparador Schmitt-trigger resolve este
problema, dado que a comutação no sentido ascendente só acontece quando a tensão de
entrada ultrapassa VTH, ou no sentido descendente quando a tensão de entrada for
inferior a VTL . Ou seja, só há uma transição indesejada se o módulo do ruído for superior
a VTH - VTL, esta diferença define a margem de ruído tolerada pelo comparador Schmitttrigger.
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PARTE EXPERIMENTAL
Material necessário:
1 Protoboard
01 ampop 741
1 resistor 100K Ω - 1/8 W
1 resistor 1K Ω - 1/8 W
2 resistores 220 Ω - 1/8 W
1 resistor 100 Ω - 1/8 W
1 resistor 2.2k Ω - 1/8 W
1 fonte de alimentação simétrica
Jumpers
Osciloscópio
Gerador de sinais
Experiência 1. Monte o circuito da Figura abaixo:
Comparador de Alimentação Simples
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a) Alimente o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda triangular de
200Hz com amplitude de 12 Vp-p.
b) Com o auxílio do osciloscópio, meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do
circuito e esboce a forma de onda dos dois sinais, destacando as escalas horizontal e
vertical.
c) Meça a tensão de referência.
d) Ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda quadrada de 10 kHz com amplitude
de 12Vp-p.
e) Com o osciloscópio, desenhe os sinais de entrada e saída.
2) Monte o circuito da Figura abaixo:
Schmitt Trigger
a) Alimente o circuito e ajuste o gerador de sinais para uma forma de onda triangular de
200Hz com amplitude de 20Vp-p;
b) Com o auxílio do osciloscópio, ligue o canal 1 ao sinal de entrada e o canal 2 ao sinal
de saída e meça simultaneamente os sinais de entrada e saída do circuito e esboce a
forma de onda dos dois sinais;
c) Mude o modo do osciloscópio para X-Y e esboce a figura observada na tela.
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Responda:
Que figura aparece quando colocamos no modo X-Y ?
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