laboratório 02

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Nota:
) Prova
( ) Prova Semestral
) Exercícios
( ) Prova Modular
) Segunda Chamada
( ) Exame Final
) Prática de Laboratório
) Aproveitamento Extraordinário de Estudos
Disciplina:
Professor:
Turma:
Data:
Aluno (a):
Experiência: CIRCUITOS INTEGRADORES E DERIVADORES COM AMPOP
Objetivo Geral
Entender o funcionamento e as principais características do amplificador
operacional ou ampop.
Objetivos Específicos
•
Identificar as principais características do amplificador operacional;
•
Entender o funcionamento dos principais circuitos lineares com ampop.
RESUMO DA TEORIA
Ação Integral
O circuito integrador pode ser comparado com um Filtro Passa Baixa (FPB), dependendo
da freqüência do sinal de entrada ele irá atuar como amplificador inversor ou como
integrador.
Exemplo de ação integrativa:
RQ 0501 Rev. 13
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Integral não é, isoladamente, uma técnica de controle, pois não pode ser empregado
separado de uma ação proporcional. A ação integral consiste em uma resposta na saída
do controlador que é proporcional à amplitude e duração do desvio. A ação integral tem o
efeito de eliminar o desvio característico de um controle puramente proporcional.
Ação Derivativa
O circuito derivador pode ser comparado com um Filtro Passa Alta (FPA), dependendo da
freqüência do sinal de entrada ele irá atuar como amplificador inversor ou como derivador.
Exemplo de ação derivativa:
RQ 0501 Rev. 13
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O derivativo não é, isoladamente, uma técnica de controle, pois não pode ser empregado
separado de uma ação proporcional. A ação derivativa consiste em uma resposta na
saída do controlador que é proporcional à velocidade de variação do desvio. A ação
derivativa tem o efeito de reduzir a velocidade das variações, evitando que se eleve ou
reduza muito rapidamente. O derivativo só atua quando há variação no erro. Se o
processo está estável, seu efeito é nulo. Durante perturbações ou na partida do processo,
quando o erro está variando, o derivativo sempre atua no sentido de atenuar as variações,
sendo portanto sua principal função melhorar o desempenho do processo durante os
transitórios.
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: Funcionamento do integrador
RQ 0501 Rev. 13
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1 Monte o circuito da figura 1. Ligue o canal 1 do osciloscópio à entrada do circuito e o
canal 2 à saída.
2 Ajuste o gerador de funções de forma a obter na entrada do circuito um sinal do tipo
onda quadrada, com amplitude pico-a-pico 0,5V e frequência de 100Hz. Observe o sinal
na saída do circuito, esboce as formas de onda na entrada e saída do circuito e registe os
seus valores máximo e mínimo.
3 Repita os procedimentos anteriores mas para a frequência de 1kHz.
4 Idem para a frequência de 10kHz.
5 Idem para a frequência de 100kHz
6 Comente quanto os resultados e compare-os com os tipos de sinal e amplitudes
esperadas na saída do circuito.
7 Aplique à entrada do circuito um sinal senoidal com frequência de 100Hz. Ajuste a
amplitude do sinal de entrada de forma a obter na saída um sinal senoidal com 7,07V de
amplitude pico-a-pico. Registe o valor da amplitude pico-a-pico da tensão na entrada.
8 Qual o valor do ganho real? Compare-o com o ganho teórico.
9 Ajuste a frequência do sinal, mantendo a amplitude do sinal na entrada, de forma a
obter na saída uma tensão com amplitude pico-a-pico de 5V. Registe o valor desta
frequência.
10 Que significado tem a frequência obtida no item 9? Compare-a com o valor teórico.
RQ 0501 Rev. 13
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11 Represente graficamente a resposta em amplitude do circuito da montagem e
identifique as zonas do gráfico em que:
· O circuito pode ser considerado equivalente a um amplificador inversor;
· O circuito tem as características de um integrador sem perdas.
Exp. Funcionamento do diferenciador
1 Monte o circuito da figura 1. Ligue o canal 1 do osciloscópio à entrada do circuito e o
canal 2 à saída.
2 Ajuste o gerador de funções de forma a obter na entrada um onda triangular com
amplitude pico-a-pico de 5V e freqüência de 100Hz. Observe o sinal na saída do circuito,
esboce as formas de onda na entrada e na saída e registre as suas amplitudes máxima e
mínima.
3 Repita os procedimentos dos itens anteriores para a frequência de 1kHz.
4 Idem para a frequência de 10kHz
5 Idem para a frequência de 100kHz.
6 Compare, e comente, os resultados que obteve nos itens anteriores com o que era
esperado quanto ao tipo de sinal e respectiva amplitude na saída do circuito
7 Aplique à entrada do circuito um sinal senoidal com freqüência de 100kHz. Ajuste a
amplitude do sinal de entrada de forma a obter na saída um sinal senoidal com 7,07V de
amplitude pico-a-pico. Registe o valor da amplitude pico-a-pico da tensão na entrada.
8 Qual o valor do ganho real? Compare-o com o ganho teórico.
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9 Reduza a freqüência do sinal, mantendo a amplitude na entrada, de forma a obter na
saída uma tensão com amplitude pico-a-pico de 5V. Registe o valor desta freqüência.
10 Que significado tem esta freqüência? Compare-a com o valor teórico.
11 Ajuste o gerador de funções para obter na entrada uma onda retangular com amplitude
pico-a-pico de 5V e freqüência de 100Hz. Observe o sinal na saída, esboce as formas de
onda na entrada e na saída e registre os valores máximo e mínimo da sua amplitude
12 Comente o que acabou de observar. Se em vez da freqüência de 100Hz tivesse usado
uma freqüência de 100kHz, obteria a mesma forma de onda na saída? Justifique
13 Com base nas medições efetuadas trace a resposta em amplitude do circuito e
identifique as zonas no gráfico em que:
· O circuito pode ser considerado equivalente a um amplificador inversor;
· O circuito pode ser considerado equivalente a um derivador.
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