1. Introdução aos Circuitos com Amplificador...

Introdução aos AOPs

1. Introdução aos Circuitos com Amplificador Operacional

Professor: Vlademir de Oliveira

Disciplina: Eletrônica II

Introdução aos AOPs

ConteúdoTeoria

� Introdução: Amplificador diferencial, resposta em frequência e estudo de amplificadores

� Modelos de AOP� Análise de circuitos com AOPs� Características estáticas e dinâmicas� Condicionamento de sinal de sensores� Filtros ativos� Aplicações não lineares com amplificadores operacionais� Conversores de dados� Aquisição de dadosPrática

� Medidas de características estáticas e dinâmicas� Amplificador de instrumentação - calibração� Projeto de filtros ativos� Projeto de sistema embarcado

Introdução aos AOPs

Método de Avaliação

• A média geral MN será atribuída através do cálculo de uma média ponderada, conforme descrito abaixo:

• NT= nota dos trabalhos.NP = nota das provas.

• Média geral:

MN= NT x 0,2 + NP x 0,8

Introdução aos AOPs

ReferênciasLivro texto

• PERTENCE JÚNIOR, Antonio. Eletrônica analógica: amplificadores operacionais e filtros ativos: teoria, projetos, aplicações e laboratório. 6. ed. Porto Alegre: Bookman.

Complementar

• FRANCO, Sergio. Design with operational amplifiers and analog integrated circuits.3. ed. Boston: McGraw-Hill.

• SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C. Microeletrônica. 4. ed.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Classe de AmplificadoresOs amplificadores são classificados através do ciclo de operação do sinalde saída em relação ao sinal de entrada.

Eficiência

Algumas Classes de amplificadores

Classe A AB B

Ciclo de

operação360° 180° a

360° 180°

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� EficiênciaÉ a porcentagem de potência ac entregue a saída, com relação à potênciafornecida pela fonte.

( )% 100%

( )o

i

P ac

P dcη = ×

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe AGarante a operação sem interrupção, porém tem pouca eficiência.

Eficiência

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.

O transformador carrega comcorrente, permitindo que aamplitude possa alcançar o dobrode Vcc.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.

A potência que não é transferida,é dissipada pelo transistor.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.

Outra vantagem, é que ocasamento de impedânciapromove um aumento de ganho.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe B, o transistor só opera por meio ciclo.

Isso causa o efeito conhecidocomo crossover.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe B, o transistor só opera por meio ciclo.

Isso causa o efeito conhecidocomo crossover.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.

Cada transistor é polarizado peloresitor R

2, mesmo com tensão

zero na entrada.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.

A eficiência nos circuitos B e AB émelhor, pois os transistoresconduzem quase o tempo todopara carga .

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.

Os circuitos B e AB podem servistos como duas configuraçõescoletor-comum. Assim o ganhodo circuito é aproximadamenteunitário.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.

Introdução aos AOPs

1.1. Amplificadores de Potência

� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.

A eficiência no classe B éportanto

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� DefiniçõesUm amplificador diferencial básico é um circuito eletrônico contendotransistores bipolares ou FETs, sendo muito utilizado no estágio de entradados amplificadores operacionais.

Diagrama de Blocos

Diagrama Esquemático

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� DefiniçõesExistem três modos de operação para o amplificador diferencial:terminação simples, terminação dupla (ou diferencial) e modo comum.

Diagrama de Blocos

Diagrama Esquemático

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Terminação Simples

O circuito mostra um amplificador diferencial com um sinal aplicado à entrada 1, com a entrada 2 aterrada. Entre a entrada (vi1) e a saída de T1 (vo1), existe uma inversão do sinal na tensão de 180º.

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Terminação Simples

O sinal de entrada vi1

aparece no ponto comum entre os dois emissores, em fase, com metade da amplitude (aproximadamente), pois resulta na ação de seguidor de emissor do circuito.

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Terminação SimplesNa análise CA desse circuito considera-se a impedância de R

Emuito alta.

Geralmente, uma fonte de corrente ocupa o lugar de RE.

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Terminação Dupla/Diferencial

O modo diferencial é usado quando os dois sinais de entrada têm amplitudes iguais e polaridades opostas.

Pode-se analisar o que ocorre nas saídas pelo método da superposição, considerando inicialmente sinais aplicados em cada uma das entradas

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Ganho de tensão

Os dois ganhos têm a mesma equação, mas como V

d= V

i1-V

i2,

então o ganho diferencial obterá o dobro de amplitude na saída.

e

c

d

od r

R

V

VA

2==

e

c

i

ov r

R

V

VA

21

==

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Comum

Aplicando o mesmo sinal nos dois terminais de entrada, os sinais resultantes devido a cada entrada isolada teriam polaridades opostas em cada terminal de saída e a resultante seria 0V (caso ideal).

Introdução aos AOPs

1.2. Amplificador Diferencial

� Modo de Operação: Comum

Aplicando-se a análise CA, o ganho de tensão passa a ser uma atenuação, como abaixo:

E

c

i

oc R

R

V

VA

)1(2 +≅=

ββ