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Disciplina: ELT 054 – Eletrônica

1º. Sem 2012

Lista 3: Amplificadores Operacionais (AO) Salvo indicação contrária, considere Vcc = 12V 1) Quais as características de um amplificador operacional ideal? 2) Por quê diz-se que há um “terra virtual” entre as entradas do AO? 3) Considere os circuitos abaixo, onde o AO é usado como comparador. Em geral, a tensão de saída é dada por )(0

++ −= VVAv d , onde ∞→dA é o ganho diferencial ou de

malha aberta e as tensões nas entradas não-inversoras e inversoras são, respectivamente, +V e −V . Como ∞→dA , uma diferença mínima entre as tensões de

entrada fará ±∞→0v mas, na prática, a saída será limitada a CCVv ±=0 . O sinal da

saída dependerá da polaridade de .++ −VV Para cada circuito abaixo, determine as tensões de saída (justificando com cálculos) e esboce as formas de onda de entrada e saída no caso de haver sinais alternados.

(c) (a) (b) 4) No circuito ao lado, o sinal de entrada é comparado com a tensão de referência de cada amplificador operacional (U1-U3) e os LEDs acendem de acordo com a amplitude da entrada vi. A resolução pode ser melhorada colocando-se mais amplificadores operacionais. Comercial-mente, há os circuitos integrados LM3914 ou LM3915, com mais funcionalidades.

a) Determine os valores de v1, v2 e v3; b) Qual LED acenderá quando vi = 7V? c) Qual a corrente por este LED (suponha LED vermelho, com VF = 1,8V).

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5) Nos circuitos abaixo o amplificador operacional é como (a) inversor e (b) somador. Nestes casos, a realimentação negativa subtrai parte do sinal de saída da entrada, permitindo controle de ganho. Para cada circuito:

a) Dê a expressão para o sinal de entrada em função do sinal de saída; b) Esboce as formas de onda dos sinais de entrada e saída

(a) (b) 5) Nos circuitos abaixo o amplificador operacional é utilizado como (a) amplificador não-inversor e (b) como buffer (isto é, um separador ou isolador). Há também realimentação negativa. Para cada caso:

a) Dê a expressão para o sinal de entrada em função do sinal de saída; a) Esboce as formas de onda dos sinais de entrada e saída

(a) (b)

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6) O circuito ao lado utiliza um integrador (U1). Nele, a realimentação é feita através de um capacitor.

a) Dê a expressão para o sinal de entrada em função do sinal de saída; b) Esboce as formas de onda dos sinais de entrada e saída; c) Qual a função do resistor R1 (1MΩ)

7) O circuito ao lado é um oscilador de relaxação. Ele utiliza tanto realimentação positiva quanto negativa. Num amplificador real, um pequeno desba-lanceamento (offset) entre as entradas, forçará a saída a +Vcc ou -Vcc. Supondo que ela esteja em +Vcc, o capacitor C1 será carregado através de R1, até ultrapassar a tensão na entrada não inversora (determinada por R2 e R3). Neste momento, a saída mudará para –Vcc e o capacitor será descarregado. Calculando-se os tempos de carga e descarga, é possível demonstrar que o período da oscilação é: a) Esboce as formas de onda em C1 e na saída vo; b) Calcule a freqüência de oscilação para os valores dados dos componentes. 8) a) No circuito ao lado, R1-C1-U1 e

R2-C2-U2 implementam, cada um, um tipo de filtro. Qual a função de U1 e U2? Que tipos de filtros são estes?

b) Calcule a freqüência de corte fc de cada um dos filtros;

c) Qual a função de U3 e respectivos componentes (R3, R4 e R5)?

d) Esboce o gráfico da função de transferência (Vo/Vi) em função da freqüência. Qual o tipo de filtro resultante?

+⋅≈

2

311

21ln2

RR

CRT

Cc CRf

221

π=

1121CR

fc π=