43
APLICAÇÕES COM AMP-OP Prof. Marcelo de Oliveira Rosa

Aula 08 Aplicacoes Ampop

Embed Size (px)

DESCRIPTION

fgg gf gdfg

Citation preview

Aplicaes de ampops

Aplicaes com AMP-OPProf. Marcelo de Oliveira Rosa1Aplicaes com Amp-OpAmplificador Inversor

2Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorO resistor R2 um resistor que conecta a sada entrada do circuito.Caracteriza uma realimentaoComo conecta a sada a entrada negativa, chamada de realimentao negativa.3Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoConsidere que o ganho do amp-op (A) seja infinito.Sabemos que:vout = A (v+ v-)Isso implica em:4Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoConsidere que o ganho do amp-op (A) seja infinito.Sabemos que:vout = A (v+ v-)Isso implica em:v+ v- = vout/A = 0v- = v+Conceito de curto circuito virtualComo v- segue v+, aparece um curto-circuito virtual durante a operao do amp-op ideal.5Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoConsidere que o ganho do amp-op (A) seja infinito.Sabemos que:vout = A (v+ v-)Isso implica em:v+ v- = vout/A = 0v- = v+Curto circuito virtual6Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorConceito de curto circuito virtualComo v- segue v+, aparece um curto-circuito virtual durante a operao do amp-op ideal.No existe um fio ligando v- e v+.Isso ocorre devido a representao terica do dispositivo e a suposio do ganho em circuito aberto infinito.7Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoA corrente de entrada :i1 = (vin v+) R1 = vin / R1E para onde vai esta corrente?8Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoA corrente de entrada :i1 = (vin v+) R1 = vin / R1E para onde vai esta corrente?Como a impedncia de entrada do ampop ideal infinita, no h corrente entrando no dispositivo.Logo essa corrente i1 deve seguir para o resistor R2.No resistor R2 temos:vout v+ = i1 R2 vout 0 = ( vin / R1 ) R29Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoLogo:vout / vin = R2 / R1 = GG o ganho em circuito fechado (com realimentao) diferente do ganho A (em circuito aberto)A amplificao depende apenas da relao entre os resistores R1 e R2.O sinal negativo significa que esta configurao de amplificador inverte o sinal de entrada na sada.Da o termo amplificador inversor.10Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoE se o ganho A fosse finito? Calculem...11Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoE se o ganho A fosse finito?vout = A (v+ v-) (v+ v-) = vout / AMas como v+ (entrada positiva do amp-op) est aterradov- = vout/AA corrente de entrada :i1 = (vin v-) / R1 = (vin + vout/A) / R112Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuitoA corrente de entrada :i1 = (vi v1) R1 = (vi + vo/A) / R1Com a impedncia infinita, a corrente flui para o resistor R2 (como antes), onde temos:vout v- = i1 R2 vout + vout/A = (vin + vout/A) R2 / R1Reorganizando, temos:

13Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorAnlise do circuito

Se A >> (1 + R2/R1), retornamos a vout/vin = - R2/R1.

14Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorA impedncia de entrada (Ri) no amp-op ideal, na configurao amplificador inversor, R1.Para evitar que o amp-op perda de tenso na entrada, Ri R1 .Assim, ganhos elevados (G) do amplificador inversor significam...15Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorA impedncia de entrada (Ri) no amp-op ideal, na configurao amplificador inversor, R1.Para evitar que o amp-op perda de tenso na entrada, Ri R1 .Assim, ganhos elevados (G) do amplificador inversor significam valores proibitivos de R2.16Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorSoluo:

17Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorSoluo:A corrente nos resistores R1 e R2 a mesma:i1 = i2 = vin / R1No ponto de encontros dos resistores temos:Cham-lo-emos de ponto x.v- vx = i1 R2 vx = vin R2 / R1A corrente no resistor R3 0 vx = i3 R3 i3 = vin R2 / (R1 R3)18Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorSoluo:No resistor R4 temos a seguinte ddp:vx vo = i4 R4 vout = vx (i2 + i3) R4 vout = - (R2/R1) vi [vin/R1 + (vin R2)/ (R1 R3)] R4Manipulando, temos:G = vout/vin = (R2/R1)[1 + (R4/R2) + (R4/R3)]Agora temos 3 resistores para manipular (graus de liberdade) para atender uma especificao de G.19Aplicaes com Amp-OpAmplificador InversorNote que R2 e R3 esto em paraleloPor qu?Com isso, um desbalano desses valores produz diretamente um desbalano de corrente.Essa corrente adicional puxada em R3 permite uma tenso elevada em vo com resistores no to elevados.20Aplicaes com Amp-OpAmplificador No-Inversor

21Aplicaes com Amp-OpAmplificador No-InversorAnlise do circuitoFazendo as mesmas consideraes do amp-op ideal:v- = v+Calculando a corrente no resistor R1vin 0 = i1 R1 i1 = vin / R1Pela impedncia interna do amp-op ser infinitavout vin = i2 R2 = vin (R2 / R1)Ou sejaG = vout / vin = (1 + R2/R1)22Aplicaes com Amp-OpAmplificador No-InversorAnlise do circuitoNote que uma frao da tenso de sada retorna para a porta inversora do amp-opv- = vin = vout [R1/(R1 + R2)]Ento, o ganho infinito e curto circuito virtual foram a entrada a sada a produzir tenso proporcional a vout = (1 + R2/R1) vin.Tudo para garantir que v+ v- = 0.Conceito de realimentao degenerativa.23Aplicaes com Amp-OpSeguidor de fonte

24Aplicaes com Amp-OpSeguidor de fonteDo amplificador no-inversor temos:vout = (1 + R2/R1) vinusamos o amplificador no-inversor como referncia pois o circuito estruturalmente o mesmo.Por comparao, temos:R2 = zeroR1 = Logo, v0ut = vin.25Aplicaes com Amp-OpSeguidor de fonteQual o uso:Casamento de impednciaConecta circuitos de alta impedncia (resistncia) com circuitos de baixa impedncia.Evita perdas de tenso e corrente nessa conexo.Amp-op tem:alta impedncia de entrada.baixa impedncia de sada.26Aplicaes com Amp-OpSomador

27Aplicaes com Amp-OpSomadorConfigurao estruturalmente simular ao amplificador inversor.Por causa do terra virtual, temos:i1 = v1/R1i2= v2/R2i3 = v3/R3A soma das correntes (I = i1 + i2 + i3) segue por Rf.Logovout = - i Rf = - [(Rf/R1) v1 + (Rf/R2) v2 + (Rf/R3) v3]28Aplicaes com Amp-OpSomadorvout = - i Rf = - [(Rf/R1) v1 + (Rf/R2) v2 + (Rf/R3) v3]Soma ponderada de v1, v2 e v3.Note que no conseguimos subtrair.Para fazer isto, basta cascatear dois somadores:Os coeficientes do 1 somador produziro termos +coef.Os coeficientes do 2 somador produziro termos coef.coef = Rrealimentao/Rx.29Aplicaes com Amp-OpComparador

30Aplicaes com Amp-OpComparadorLembre que o Amp-Op possui um ganho em malha aberta muito alto (ideal = )Assim, qualquer diferena (Vin Vref) amplificada significativamente.Podemos ter Vout = ?31Aplicaes com Amp-OpComparadorQuando a sada muito alta, o amp-op satura. um ceifamento a partir de tenses limitesTenso de saturao.LogoVin>Vref Vout = Vsat+Vin