Click here to load reader

08 amplificador operacional

  • View
    84

  • Download
    2

Embed Size (px)

Text of 08 amplificador operacional

1. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 Amplificador Operacional Prof. Jader A. De Lima 2. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 2 3. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 3 4. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 4 5. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 5 6. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 6 Caractersticas ideais: A GBW Rin Rout = 0 Vos = 0; Ios = 0; CMRR Amplificador Operacional ( )12o VVAV = 7. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 7 Seguidor de Tenso (buffer) curto virtual V 0 8. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 8 Amplificador Inversor 2Lo iii = corrente a ser fornecida pelo opamp; 9. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 9 Somador Inversor 10. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 10 Amplificador No-Inversor 11. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 11 21o 21o 4V6VV V 5K 2K V 5K 3K 1K 9K 1V += + += Somador No-Inversor 12. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 12 Amplificador Diferencial ( )12Vout V-VAV = 13. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 13 curto virtual entrada do opamp + = = 42 4 2b ba RR R VV VV caso a) V2 = 0 1 3 1aout R R V_V = caso b) V1 = 0 + + = 1 31 42 4 2bout R RR RR R V_V Se R1 = R2 e R3 = R4 ( )12 1 3 out V-V R R V = + + + = += 1 31 42 4 2 1 3 1out boutaoutout R RR RR R V R R VV _V_VV 14. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 14 limitao: impedncia de entrada finita Amplificador de Ponte rin1 (R2+ R4) rin2 (R1+ R3) 15. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 15 Amplificador de Instrumentao ( ) += 3 4 1 2 12out R R R 2R 1VVV 16. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 16 Integrador in in out V CRj 1 V = (t)dtV R 1 dt R (t)V1 (t)V- t 0 in in t 0 in in out == CC 17. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 17 Integrador in in out V CRj 1 V = (t)dtV R 1 dt R (t)V1 (t)V- t 0 in in t 0 in in out == CC 18. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 18 Integrador com perdas (filtro passa-baixas) 19. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 19 Diferenciador com perdas Rin limita o ganho em mdias frequncias a Rf/Rin; melhor rejeio a rudo filtro passa-altas Cf introduz um polo 1/(CfRf), limitando a banda passante do circuito filtro passa-faixas 20. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 20 Diferenciador CRj V V in in out = t V CRV- in fout = 21. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 21 Amplificadores No-Lineares 22. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 22 Amplificador LOG ( ) SO C TBE TBE/ SO TBE/ SOC outBE I I lnVV VVeI1VVeII VV = = = 1SO in Tout 1 in C I V lnVV V I R R = = comumente utilizados na compresso de sinais 23. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 23 http://www.usultratek.com/products/logamp3.htm Amplificador LOG 24. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 24 Tin/ 1SO1o TBE/ SOC VV-eRIV VVeII == RIC para Vin < 0 Amplificador ANTI-LOG comumente utilizados na expanso de sinais 25. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 25 Rin VVin Iin + = Xcs V Ics + = Xcn VoutV Icn = + += += + R1 R2 1V R1 R2 1VVout Zin Dupla Realimentao (positiva + negativa) ? Iin Vin Zin == Ics IcnIin 26. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 26 Xcn VoutV Xcs V Rin VVin Iin += = +++ += += + R1 R2 1V R1 R2 1VVout = = + += + + + ++ + Xcn 1 R1 R2 Xcs 1 V Xcn R1 R2 V Xcs V Xcn R1 R2 1VV Xcs V Iin IinRinVinV =+ ( ) = Xcn 1 R1 R2 Xcs 1 IinRinVin Iin += Xcn 1 R1 R2 Xcs 1 1 Rin Iin Vin Capacitncia negativa!! Compensao da capacitncia Cs entrada para otimizao da resposta transiente; NIC: Negative-Input Capacitance 27. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 27 Diagrama simplificado de memria SRAM Aplicaes circuitos de capacitncia negativa (NIC) Ponta de prova ativa (largura de banda 1-2GHz, Rin = 1M, Cin = 1pF) Ex: ponta passiva: BW = 200Mhz, Cin = 25pF 28. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 28 Anlise da estabilidade utilizando diagramas de Bode 29. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 29 resposta ao degrau otimizada: aquela em que o valor final alcanado rapidamente; margem de fase (M) ao menos 45 ; Resposta ao degrau em funo da Margem de Fase 30. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 30 31. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 31 em projeto, procura-se obter M 60 OPTIMAL 32. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 32 Resposta em frequncia do opamp no compensado cada estgio de ganho contribui com um polo em baixa frequncia 33. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 33 (GX, gain cross over frequency) Compensao em Frequncia margem de fase positiva margem de fase negativa 34. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 34 Compensao em Frequncia Teorema de Miller 35. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 35 Compensao em Frequncia 36. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 36 37. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 37 PM = 0 38. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 38 39. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 39 Topologia tpica do opamp a BJT Capacitor Miller 40. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 40 zero RHP 41. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 41 741 42. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 42 Influncia do zero RHP C m C g z = M < 0 efeito do zero RHP mais pronunciado no caso de opamp a MOSFET; gm menor relao ao BJT 43. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 43 CZ m CR- g 1 1 z = para Rz > 1/gm, o zero move-se para o LHP M pode ser aumentada Insero de RZ para cancelar efeito do zero RHP 44. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 44 Limitao Slew-Rate 45. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 45 SR== = C 2I t Vc 2II 1 MAX 1C_MAX 46. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 46 47. EEL 7303 Circuitos Eletrnicos AnalgicosJader A. De Lima UFSC, 2015 47 REFERNCIAS: Microelectronic Circuits, A. Sedra and K. Smith, Oxford university Press, 5th Edition, 2003 Analysis and Design of Analog Circuits, Gray, Hurst, Lewis and Meyer, 5th Edition, 2009 Fundamentals of Microelectronics, B. Razavi, John Wiley and Sons, 2006

Search related