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1. Amplificador Inversor Aplicando um sinal de 100 mVpico, oscilando a 1 kHz na entrada do circuito abaixo ilustrado, pode-se analisar e concluir a respeito de algumas caracteristicas apresentadas na teoria a respeito do Amp Op Inversor e suas respectivas pontualidades práticas. (imagem do relatório, figura 2) Figura 1 - Circuito Amplificador Inversor Com o auxilio do osciloscópio digital, com a ponteira do canal 1 conectada a entrada do circuito e a ponteira do canal 2 a saída, anotou-se as formas de onda apresentadas na Figura 2. Figura 2 - Formas de onda de entrada e saída do Circuito Amplificador Inversor Pode-se observar que, para um sinal de entrada de 112 mV de pico, a saída disponibilizada pelo circuito foi um sinal de 1,16 V de pico. Isso, em termos de ganho, representa uma amplificação de -10,36 V/V. O sinal negativa indica o defasamento de 180° caracteristico do Amp Op Inversor.

Amplificador Inversor com Amp op

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Relatório de experimentos com amp op.

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1. Amplificador Inversor

Aplicando um sinal de 100 mVpico, oscilando a 1 kHz na entrada do circuito abaixo ilustrado, pode-se analisar e concluir a respeito de algumas caracteristicas apresentadas na teoria a respeito do Amp Op Inversor e suas respectivas pontualidades prticas. (imagem do relatrio, figura 2)Figura 1 - Circuito Amplificador Inversor Com o auxilio do osciloscpio digital, com a ponteira do canal 1 conectada a entrada do circuito e a ponteira do canal 2 a sada, anotou-se as formas de onda apresentadas na Figura 2.

Figura 2 - Formas de onda de entrada e sada do Circuito Amplificador InversorPode-se observar que, para um sinal de entrada de 112 mV de pico, a sada disponibilizada pelo circuito foi um sinal de 1,16 V de pico. Isso, em termos de ganho, representa uma amplificao de -10,36 V/V. O sinal negativa indica o defasamento de 180 caracteristico do Amp Op Inversor.Tal valor de ganho est muito prximo do valor esperado, j que o Ganho de Malha Fechada do Amp Op Inversor caracterizado pela razo de R2 por R1, multiplicado por -1. No caso do circuito estudado, esta relao igual -10, indicando um erro percentual de 3,6% do valor prtico apresentado com relao ao valor esperado.Em seguida, medindo-se a tenso no ponto P(com relao a referncia do circuito), indicado na Figura 2, com o auxilio do osciloscpio, podemos observar que Vp apresentava um valor muito prximo de 0 V, assim como ilustra a Figura 3. Essa caracteristica representa a aproximao terica que conduz ao conceito de Curto Circuito Virtual, na qual aproxima-se a d.d.p entre os pontos P e 3 por 0V. Na prtica, entretanto, observa-se que esta tenso, apesar de ser muito pequena, no zero, e portanto, importante tomar cuidado na anlise circuital de amplificadores operacionais, e, a depender do rigor dos clculos envolvidos, considerar esse pequeno (mas no nulo) valor de tenso entre as entradas do amplificador.

Figura 3 - Tenso entre as entradas do Amplificador Inversor (Canal 2)Por fim, analisou-se a influncia do resistor de realimentao R2 na caracteristica da sada, retirando-o do circuito. O que pode-se observar, atravs da Figura 4, que o sinal de sada ceifado ao atingir um valor de pico em aproximadamente 12 V. Tal caracteristica representa o comportamento do Amp Op operando em Malha Aberta, onde nesta ocasio, seu ganho da ordem de centenas de milhares de volts/volts, e de maneira terica, infinito.

Figura 4 - Saturao do Sinal de Sada em resposta a situao de malha aberta

Entretanto, o Amp Op tem sua sada limitada ao valor da tenso DC que o alimenta, neste caso, em +- 12V. Por esta razo, o sinal, que teoricamente deveria ter amplitude infinita, limitado em aproximadamente 12 Vpico.

2. Amplificador com Fonte SimplesAplicou-se um sinal de 100mVpico oscilando a 1kHz no circuito da figura 2.2 e anotou-se as formas de onda de entrada e sada, como pode-se observar na figura 3.5.

Figura 3.5. Este circuito apresentou ganho de -4,7 V/V, como previsto pela relao de ganho -R2/R1. Entretanto, observou-se um nivel DC de sinal de sada igual a aproximadamente 6V. A presena deste nivel Dc d-se em decorrencia da tenso propciada pelo divisor de tenses entrada no-inversora do amp op.

3. Circuito SomadorA terceira etapa do experimento consistiu-se em analisar o comportamento do Circuito Amplificador Inversor quando alimentado por mais de um sinal, simultaneamente, configurao conhecida como Circuito Somador. Nesta ocasio, estudou-se o circuito ilustrado na Figura 7.Figura 7 - Circuito Somador(retirado do roteiro, figura 4)Mediante a aplicao de um sinal DC de +1 V na entrada denominada v1(t), e de um sinal AC de 1 Vpico, a 1kHz na entrada v2(t), pode-se observar a seguinte forma de onda de sada, apresentada pelo osciloscpio digital, em referncia ao canal 2, tal como ilustra a Figura 8.

Figura 8 - Resposta do Somador a +1 VDC e 1Vpico ACObserva-se que o sinal de sada sofreu um shift em 1V positivo, em resposta aos sinal DC em uma das entradas. Alm disso, possivel notar que o sinal de sada sofre uma excurso entre 0 V e +2 V. Tal fato decorre da adio de v1(t) com v2(t) que o somador executa. Como o sinal na segunda entrada oscila entre -1 e 1 volt, os resultados da adio com +1 V devem, logicamente, estar dentro a faixa observada no experimento. No pode-se deixar de notar que, alm de apresentar a soma dos sinais na entrada, o somador inverte o resultado, como de praxe. Isso resulta em um defasamento de 180 entre o sinal de entrada e a sada.Pode-se enxergar esta configurao como uma maneira fcil de fornecer um nvel de offset para um sinal AC.Ao realizar a mesma soma, porm fornecendo um sinal de -1 VDC entrada 1, observa-se que a excurso do sinal da sada sofre uma variao com relao ao primeiro caso. Desta vez, o offset garantido foi em -1V, obrigando o sinal de sada excursar de -2 a 0 volts, ao realizar a soma das duas entradas, tal como ilustra a Figura 9.

Figura 9 - Resposta do Somador a -1 VDC e 1Vpico AC

4. Conversor D/A de 3 bitsAps a montagem do circuito da figura 2.4 descrito na parte experimental, foram ajustados valores entre 000 e 111 nas entradas v2v1v0 e medida a tenso de sada com auxilio de um voltimetro DC, e pde-se ento montar a seguinte tabela de dados experimentais.Tabela 1. Valores de sada do circuito conversor de 3 bits.v2v1v0vout(V)erro%

0000.02-

0011.1111.0%

0102.199.5%

0113.279.0%

1004.369.0%

1015.448.8%

1106.538.8%

1117.618.7%

Observa-se que os erros referentes sada so relativamente pequenos em questo de resposta digital, ou seja, esse erro no interfere na distino entre um sinal e outro. Isso se deve ao fato de que na prtica, como j observado, o ponto P do circuito com AMP.OP. no possui potencial exatamente nulo.

5. Circuito integrador inversorAps aplicar um sinal senoidal com 500 mVpico no circuito da figura 2.5, mediram-se os valores de ganho vo/vi para valores de frequencia entre 10Hz e 100kHzTabela 2. Ganho vo/vi para frequencias entre 10hz e 100khz_________________

Figura 10. Grafico vo/vi x frequenciaObserva-se que a sada foi mais atenuada quanto maior a frequencia de oscilao do circuito. Isso deve-se impedancia de realimentao que neste caso composta por uma parte reativa capacitiva de forma que, para baixas frequencias, o capacitor comporta-se como um ramo aberto, e para altas frequencias, como curto-circuito. Como a relao vo/vi igual razo -r2/r1, o ganho do circuito integrador inversor tende a zero para altas frequencias, tendo em vista que nesta situo cocorre curto-circuito na realimentao. Esse efeito pode ser observado nas prxima figuras, as quais representam as formas de onda de entrada e sada para valores de frequencia de 10Hz, 100 hz, 500 hz, 1khz 10khz 100khz.

Figura 11. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 10 Hz

Figura 12. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 100 Hz

Figura 13. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 500 Hz

Figura 14. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 1kHz

Figura 15 Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 10 kHz

Figura 16. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador inversor oscilando em frequencia de 100k HzAplicou-se ento uma onda quadrada de 500mVpico oscilando a 100Hz. Com o auxilio do osciloscopio registrou-se as formas de onda de entrada e saida como pode se observar na figura 17.

Figura 17. Formas de onda de entrada e sada do circuito integrador em resposta a entrada de onda quadrada com frequencia de 100hz

Variando a frequencia para 1kHz, 10kHz e 100 kHz, pde-se observar as seguintes formas de onda.

Figura. 18.

Figura 19.

Figura 20.

Figura 21.

Pode-se observar a partir dos grficos das formas de onda acima, que assim como para altas frequencias o ganho tende a zero, h uma determinada faixa de frequencia de funcionamento coerente do circuito. Essa frequencia mnima a frequencia de corte do circuito, a qual igual a:w0 = 1/R1C = 1/1M*2.2n = 454,54 rad/s

CONCLUSOA execuo desse experimento propciou amplo e claro entendimento sobre as caracteristicas funcionais do amplificador operacional em configurao inversora. Verificou-se a dependencia direta da utilidade do circuito com relao ao resistor de alimentao, o qual limita o ganho de forma a torna-lo adequado s aplicaes necessrias. Tambm pudemos ressaltar que o conceito de curto-circuito virtual aproximado, em consequencia disto, erros so presentes nos resultados com relao aos valores esperados pela teoria.A versatilidade do amp.op fica evidente nas diversas funes que este pode executar trabalhando como somador ou conversor D/A, bastando apenas escolher adequadamente os valores de resistencia conectadas ao respectivo circuito. Alm de demonstrar ser de bastante simplicidade a insero de niveis de tenso de offset ao sinal de saida por simplesmente fornecer o desejado nivel DC entrada no-inversora do amplificador.E por fim, pde-se observar o comportamento do circuito integrador inversor que realiza a operao matematica de integrao do sinal de entrada. Foi possivel analisar o efeito de baixas e altas frequencias sobre esse circuito, ressaltando que para o primeiro caso, onde a frequencia menor que a frequencia de corte do circuito, observou-se que no h integrao do sinal; j na segunda situao, onde altas frequencias foram aplicadas ao circuito, notou-se que o ganho aproximou-se de zero, visto que ocorre curto-circuito no ramo de realimentao. Pela analise da literatura, pode-se ressaltar a ampla utilidade dessa configurao na implementao de circuitos para controle de processos e dispositivos nas mais variadas reas da engenharia.

o circuito somador muito versatil j que variando a entrada pode-se obter varias funcionalidades, como o por exemplo o conversor da