Aula 02 Amplificadores Operacionais - PUC-SP

Aula 02
Amplificadores Operacionais
(pág. 515 a 520)
Prof. Dr. Aparecido Nicolett
PUC-SP
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Amplificadores Básicos
• A entrada positiva (+) produz uma saída que está em fase com o sinal aplicado,
enquanto a entrada negativa (-) resulta numa saída com polaridade oposta.
Figura 10.29: Amp-op básico
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Amplificadores Básicos
• Amp-ops podem ser conectados em configurações de malha aberta ou de malha
fechada.
• Malha aberta: uma configuração sem realimentação do retorno da saída do amp-op
à sua entrada. O ganho do amp-op de malha aberta geralmente excede 10.000.
• Malha fechada: uma configuração que tem um caminho de realimentação negativo
do retorno de saída do amp-op à sua entrada.
• Realimentação negativa: reduz o ganho e melhora muitas características do amp-op.
• O ganho da malha fechada é sempre inferior ao ganho da malha aberta.
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Ri: Resistência de entrada (normalmente muito alta)
Ro: Resistência de saída (normalmente muito baixa)
Ad: Ganho diferencial do amplificador
Figure 10.30: Equivalente ca do circuito amp-op: (a) real; (b) ideal.
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Amp-op Básico
Sinal de entrada V1
aplicado exclusivamente
na entrada inversora.
A saída Vo será oposta em fase
ao sinal de V1.
Figura 10.31: Conexão amp-op básica.
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Figura 10.31
Circuito ca equivalente
do amp-op.
Figura 10.32
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Figura 10.32
Figura 10.32
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• Utilizando a sobreposição é possível calcular a tensão Vi em termos dos componentes
por causa de cada uma das fontes.
Figura 10.32c
Para a fonte V1 somente (-Av.Vi fixado em zero):
Vi1 = Rf
V1
R1 + Rf
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Figura 10.32c
Para a fonte -Av.Vi somente (V1 fixado em zero):
Vi 2 = R1
( − Av.Vi)
R1 + Rf
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A tensão total Vi é então:
Vi = Vi1 + Vi 2 =
Vi =
Rf
R1
V1 +
(− Av.Vi)
R1 + Rf
R1 + Rf
Rf
V1 (10.7)
Rf + (1 + Av)R1
Se Av >> 1 e Av.R1 >> Rf, como normalmente ocorre, tem-se:
Vi =
Rf
V1
AvR1
Vo − Av.Vi − Av.Rf .V1
Rf .V1
=
=
=−
Vi
Vi
Vi.Av.R1
R1.Vi
Vo
Rf
=−
(10.8)
V1
R1
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Vo
Rf
=−
(13.8)
V1
R1
Para Rf = R1
Vo/V1 = -1 (ganho unitário)
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Terra Virtual
• A tensão de saída é limitada pela fonte de alimentação, ou seja, apesar do ganho
elevado típico deste dispositivo, a saída nunca será maior que a alimentação.
Figura 10.32a
Como Ri é muito grande, podemos
admitir que Vi ≈ 0V. Isto implica que
não há corrente na entrada do
amplificador para o GND.
Figura 10.33
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Amplificador Não Inversor
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Seguidor Unitário
Vo = V1
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Amplificador Somador
R

R
R
Vo = − f V1 + f V2 + f V3 
R2
R3 
 R1
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Integrador
v o (t ) = −
1
v 1(t )dt
∫
RC
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Diferenciador
dv 1(t )
v o (t ) = −RC
dt