Apresentação do PowerPointdaelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Eletronica2/AulaET6_Exercicios_2oSem... · temperatura, qual é a variação percentual no amplificador realimentado? Resp:

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1

AULA 6- EXERCÍCIOS

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA

ELETRÔNICA 2– ET74BC

Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes

Curitiba, 13 de setembro 2016.

EXERCÍCIO 1

13 Set 16 2Aula 6 - Exercícios

1) Determine a saída do AmpOp abaixo:

R2

R1

V1

V2

Vout

Dados: R1=R2=1kV1=10V e V2=2V

Resp: -6V

Sugestão: Calcular os efeitos por superposição.a)Efeito de V1 com V2=0b)Efeito de V2 com V1=0

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EXERCÍCIO 2 (Boylestad 18.2 exerc 2)


2) Se o ganho de um amplificador varia 10% do seu valor nominal, -1000, calcule a variação do ganho supondo que se utilize uma circuito com realimentação cujo fator de realimentação é igual a -1/20.TeoriaAula 3-Fund Realimentação II.

%196,0

00196,01,0.501

1

1,0.

100020

11

1

1

1

f

f

f

f

f

f

f

f

A

A

A

A

A

A

A

A

raA

A

%10

A

Asem realimentação

?

f

f

A

A com realimentação

EFEITO DA REALIMENTAÇÃO RESUMO DOS PARÂMETROS DE IMPEDÂNCIA

30 Ago 16 4Aula 4 -Fundamentos da Realimentação III

IMPEDÂNCIA Tensão em série Corrente em série

Tensão em paralelo

Corrente em paralelo

aumento aumento redução redução

redução aumento redução aumento

ar

Zo

1

raZ i 1 raZ i 1 ar

Z i

1 ar

Z i

1

raZo 1 raZo 1 ar

Zo

1

finZ

foutZ

a

r

a

r

a

r

a

r

Boylestad, p. 531

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3

Exemplo Boylestad 18.1


Determine o ganho de tensão, as impedâncias de entrada e saída de um circuito com realimentação de tensão em série, tendo A=-100, Ri=10kΩ, Ro=20kΩ, para um de realimentação igual a (a)-0,1 e (b)=-0,5

EXERCÍCIO 3 (Boylestad 18.2 exerc 3)


3) Calcule o ganho, impedâncias de entrada e saída de um amplificador com realimentação de tensão série, com A=-300, Ri=1,5kῼ , Ro=50k ῼ e β=-1/15.

Teoria aula 4, quadro resumo dos parâmetros das impedâncias.

ar

ZZiii

raZZii

ra

aAi

ofout

ifin

f

1)

1)

1)

Realimentação de tensão em série

300.

15

115,11 raZZ ifin

i) Ganho:

3,1421

300

300.15

11

300

1

ra

aAf

300.15

11

50

1

k

ar

ZZ o

fout

ii) Impedância de entrada

kZ fin 5,3121.5,1

iii) Impedância de saída

kk

Z fout 4,221

50

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4

Exercício 4


4) Considere uma rede de realimentação com r=-1/4 e um amplificador de canal direto igual a -36. A impedância de entrada é de 10kῼ e impedância de saída de 1kῼ. Sabe-se que a topologia do circuito eletrônico realimentado com esses componentes é do tipo série derivação. Pede-se:a) Se a variação percentual do ganho do canal direto alcança 10% devido a variação da temperatura, qual é a variação percentual no amplificador realimentado? Resp: 1%

b)Determine as impedâncias de entrada e de saída do circuito realimentado.Resp: Zif=100k ῼ e Zof=100 ῼ

Fonte: Notas de aula prof. Flavio A. Rego Barros

Taxa de inclinação, Slew-rate (SR)


Ainda taxa de subida: taxa máxima possível em que a tensão de saída do amplificador pode mudar. SR indica a “velocidade” de resposta do amplificador. Quanto maior o SR, melhor o AmpOp.Se o sinal de entrada possui uma taxa de variação maior que o SR do AmpOp, o sinal de saída será ceifado ou distorcido.

Crédito: Theodore F. Boagart Jr. Dispositivos e circuitos eletrônicos. Vol. II. 3ª Ed

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Exercício 5


6)O amplificador operacional TL 074 tem uma taxa de inclinação (SR) de 13V/μs.

Qual a largura de banda para uma tensão de pico de 5V? Resp: BW = 414012,73Hz

)(wtsenVv po

max12

12 )(

dt

tdv

tt

VVSR

max)cos(5 wtwSR

cos=1 máximo quando wt=0

)1(5wSR

10

SRf

Considerando que o sinal de tensão aplicada seja uma senoide

)(5 wtsenvo a) Equacionamento

max

)))((5(

dt

twtsendSR

b) Derivada do seno

c) Substituindo as informações na equação

sVfwSR /13..2.55

Então:

kHzf 401,4110

1.

10

136

Exercício 6


6) Determine a frequência máxima que um amplificador operacional podeoperar um sinal senoidal sem distorcê-lo, para uma amplitude máxima de 12V, para um slew rate de (a) 0,5V/µs ; (a) 10V/µs e (a) 50V/µs. Resp: 6635Hz

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6

Exercício 7


-12V

+12V

1Vrms

10k1k 50ohms

7) A folha de dados do AOP LM 741C especifica que a corrente de saída máxima (Ioutmáxima) é de 25mA. Assim, alguns cuidados devem ser tomados ao especificar o ganho e a carga. Pergunta-se se o circuito a seguir permite a conexão de uma carga de 50 ohms diretamente conectada à saída do AmpOp? Resp: Iout = 221mA

Fonte: http://www.clubedaeletronica.com.br/Eletronica/PDF/Amp-OP%20I%20-%20conceitos%20basicos.pdf

Exercício 8


-12V

+12V

1Vrms

10k1k 50ohms

beta=100

BOOSTER: reforçador de corrente

8) O circuito do exercício anterior mostra claramente que o AO será destruído, caso seja drenada uma corrente superior ao que é especificada pelo fabricante. Uma das maneiras de solucionar esta questão é adicionar um reforçador de corrente ou booster.No circuito não inversor reforçado, o AOP não mais precisa fornecer corrente à carga e sim para a base do transistor, esta será amplificada βDC vezes. Calcule a corrente de saída do AmpOp. Resp: 2,06mA

Fonte: http://www.clubedaeletronica.com.br/Eletronica/PDF/Amp-OP%20I%20-%20conceitos%20basicos.pdf

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7

Exercício 8 continuação


-12V

+12V

1Vrms

10k1k 50ohms

beta=100

BOOSTER: reforçador de corrente

Exercício 9


12

1

VVR

Rv

f

o

9) Deduzir a equação que calcula a tensão de saída do AmpOp diferencial.Sugestão : a) Igualdade das correntes: i1 = i2 e entre i’1 = i’2;b) Cfe CCV : va = vb;c) Escrever as equações pela análise nodal;d) Obter vb em função dos resistores (R2/(R1+R2);e) Substitui a equação do item anterior e a desenvolve....

i1 i2va

vb

V1

V2

i1’

i2’

fRRse 1 12 VVvo

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8

Exercício 10


10) Com base no circuito abaixo pergunta-se:

a)Qual é a topologia?

b)Qual é a intensidade da corrente Iout? 5,113mA

c)Qual é a tensão de saída para gnd? 18,168V

d)Se RL =500ῼ, qual é a corrente Iout? 5,113mA

e)Qual é o ganho do circuito para essa formação ?18,407

f) Obtenha a equação do ganho do circuito realimentado:Af= 100 000/1+0,0543. 100 000g) Obtenha literalmente o fator de realimentação:Sugestão: divisor de correnter= Iout _f/Iin = R2k7/(R2k7+R47k) 18k

2k7

RL=1k

47k

A=100000

V

Iin

Iout

5

Fonte: Lalond, vol 2, p.92

Exercício 11) Comparador inversor regenerativo (ST)

22-Jun-16 16

Obtenha a curva de saída para o circuito em questão. R= 1k, R1=100Ω , R2=400Ω, ±Vsat= 10VVin

tempo

VDS

VDI

VsatRR

RV

VsatRR

RV

DI

DS

21

1

21

1

VVsatRR

RV

VVsatRR

RV

DI

DS

2)10(400100

100

2)10(400100

100

21

1

21

1

=-2

=+2

VVH 4

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9

Exercício 11) Comparador inversor regenerativo (ST)

22-Jun-16 17

Vin

tempo

VDS

VDI

VVsatRR

RV

VVsatRR

RV

DI

DS

2)10(400100

100

2)10(400100

100

21

1

21

1

=-2

=+2

DS

DI

OVVinseVsat

VVinseVsatV

+Vsat

-Vsat

tempo

Vin

Vout

VDSVDIVVH 4

EXERCÍCIOS


1) Um AmpOp opera como comparador inversor regenerativo, em que R1=10k e R2=47k . Está alimentado com 15V. Admitir queda interna de 1,5V.

a. Calcule a tensão de disparo superior e inferior (+2,37V e -2,37V)b. Calcule a margem da tensão de histerese (4,74V)c. Supondo que Vi seja uma senóide de 5Vp, desenhe a forma de onda resultante.

2) Repita o exercício anterior porém para um comparador não inversor regenerativo. (2,87V; 5,7V)

3)O AmpOp a seguir está alimentado com 8V e

a queda de tensão interna máxima é de 1V

Os resistores têm os seguintes valores: R=

10k R1=10k R2=40k.

O sinal de entrada é indicado na tela do scope .

Vin CH1 em 2V/div

Vout CH2 em 10V/div

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COMPARADOR DE JANELA (malha aberta)

22-Jun-16 19Créditos: http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1464-aplicaes-para-comparadore, em 22/06/15

Comparador 1:INVERSOR

VrefVinseVsat

VrefVinseVsatVO

2

2

0 VrefVinse

VrefVinseVsatVO

VrefVinseVsat

VrefVinseVsatVO

1

1

0 VrefVinse

VrefVinseVsatVO

Comparador 2: NÃO INVERSOR

COMPARADOR DE JANELA (malha aberta)

22-Jun-16 20

Comparador 1: INVERSOR (Vref2)

2

2

0 VrefVinse

VrefVinseVsatVO

Comparador 2: NÃO INVERSOR (Vref1)

1

1

0 VrefVinse

VrefVinseVsatVO

Vin

Vout

1-Enquanto Vin for menor que Vref1, Vo= 0V.

1

2-Se Vin for maior que Vref1, Vo= +Vsat. Condição que se encaixa como sendo menor que Vref2 , o que também resulta em +Vsat.

23-Se Vin for maior que Vref2, Vo=0V.

3

4-Se Vin for menor que Vref2 e maior que Vref1, Vo=+Vsat que coincide com a condição do AO 2 .

4

5-Se Vin for menor que Vref1, Vo=0V .

5

Vsat

http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1464-aplicaes-para-comparadore

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