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Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 103-05-2023 Por : Luís Timóteo 1
Amplificadores
Não concordo com o acordo ortográfico
Operacionais
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 2
Objectivo: Manejar e extrair informação presente num valor eléctrico
Sinal com informaçãoSensor, Antena,
CircuitoAnalógico
Amplificar Filtrar isolar Normalizar Conversões (v/v, V/i, i/v, v/f, f/v,....) Detecção de pico .....
V
t EXEMPLO:
TratamentoAnalógico
Sinal AM(Débil, antena)
VinVout
Altifalante(Sinal Forte)
ELEMENTO CHAVE EM ELECTRÓNICA ANALÓGICA:
AMPLIFICADOR ELECTRÓNICO
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3
V
tContínuo
V
t
Sinusoidal
V
tArbitrário
A tensão (Vin) ou a corrente (Iin) de entrada de um amplificador pode ter uma forma qualquer.
REPRESENTAÇÃO NO TEMPO
O Teorema de Fourier indica que : "Qualquer sinal eléctrico pode ser decomposto em níveis contínuos, mas resultante da soma de sinais sinusoidais…
Introdução
Se podemos determinar como se comporta um amplificador perante um sinal continuo em sinusoidais de qualquer frequência, podemos determinar como se comporta ante qualquer sinal.
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 4
V
tContínuo
V
t
Sinusoidal
V
tArbitrário
REPRESENTAÇÃO NO TEMPO
REPRESENTAÇÃO EM FREQUÊNCIA
(ESPECTRO)
V
f
ContínuoDC
V
f
Sinusoidalf1
V
fArbitrário
f1 f2DC
No mundo da Electrónica Analógica, as representações em frequência são muito mais cómodas (p.e. Música, comunicações, etc).
Introdução
Numa primeira aproximação suporemos que a entrada do amplificador é um sinal sinusoidal de uma frequência genérica.
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 5
IDEIAS BÁSICAS DE AMPLIFICAÇÃO
¿O que é um amplificador? Dispositivo capaz de elevar o nível de potência de um sinal.(No nosso caso eléctrica: V ou I)
AMPLIFICADOR+
-Vout
+
-Vin
Fonte de sinal(Informação)
Carga
RL
Objectivo ideal
Pin = 0Pout = ∞ (Entenda-se como a que se queira)
A informação na fonte de sinal pode estar presente em forma de tensão (Vin) ou em forma de corrente (Iin).
Introdução
Á saída (na carga), a informação pode ser entregue com maior potência, mas em forma de tensão (Vout) ou de corrente (Iout).
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 6
Informação de Entrada
Informação de Saída
Tensão (Vin) Amplificador de tensão (V/V) Tensão (Vout)
Tensão (Vin) Amplificador de Transcondutância (I/V)
Corrente (Iout)
Corrente (Iin) Amplificador de Transresistência (V/I)
Tensão (Vout)
Corrente (Iin) Amplificador de Corrente (I/I) Corrente (Iout)
TIPOS DE AMPLIFICADORES
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 7
IinAI Iin
RL
CargaRin = 0 Rout = ∞ AI = ganho de corrente
AMPLIFICADOR IDEAL DE CORRENTE
IoutVin
+
-
Vout
+
-
+A Vin
RL
CargaRin = ∞ Rout = 0 A = ganho em tensão
AMPLIFICADOR IDEAL DE TENSÃO
Vin
+
-
+G Vin
RL
CargaRin = ∞ Rout = ∞ G = ganho de transcondutância
AMPLIFICADOR IDEAL DE TRANSCONDUTÂNCIA
Iout Iin
Rin = 0 Rout = 0 R = ganho de transresistência
AMPLIFICADOR IDEAL DE TRANSRESISTÊNCIA
Vout
+
-
+R Iin
RL
Carga
TIPOS DE AMPLIFICADORESIntrodução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 8
AMPLIFICADOR IDEAL DE TENSÃO
Vin
+
-
Vout
+
-
+
A Vin
RL
Carga
A = ganho de tensão
Características do amplificador ideal de tensão:Não consome corrente na entrada.A tensão de saída não depende da carga.O ganho ou amplificação de tensão A, é constante e independente da
frequência.
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 9
Equivalente de Thevenin de um amplificador real
Admitindo excitação sinusoidal, e ainda que o amplificador seja um circuito complexo (transistores, diodos, resistências, condensadores, etc) podemos caracterizar o amplificador com a ajuda de três elementos:
Duas impedâncias (Impedância de entrada e de saída). Um ganho (de tensão em vazio ou de corrente em curtocircuito).
O conjunto de estes parâmetros permite obter um equivalente eléctrico simples do amplificador (EQUIVALENTE THEVENIN).
Vin
+
-
Vout
+
-
+
A Vin
Rin
Rout
Introdução
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 10
IMPEDÂNCIA DE ENTRADA (Rin)
Vin
+
-
Rin
Iin
in
inin I
VR
Se á entrada é uma tensão o que nos interessa:
Rin = ∞ (A máxima possível)
Se á entrada é a corrente, o que nos interessa:
Iin= 0 (A mínima possível)
Equivalente de Thevenin de um amplificador real
Introdução
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 11
GANHO DE TENSÃO EM VAZIO
(Vout)VAZIO
+
-
+A Vin
Tensão em vazio proporcional á entrada.
A = Ganho de tensão em vazio
Equivalente de Thevenin de um amplificador real
Introdução
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 12
IMPEDÂNCIA DE SAÍDA
(Vout)VAZIO
+
-
(Iout)CURTO
CURTOout
VAZIOoutout I
VR)()(
Mede a capacidade de entrega da potência do amplificador.
Se a saída é em tensão, nos interessará Rout = 0 (pequena)
Vout
+
-
+
A Vin
Zout Representação para um circuito equivalente de saída em tensão.
Equivalente de Thevenin de um amplificador real
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 13
Resposta em frequência de um amplificador
Em todos os amplificadores aparecem elementos reactivos (condensadores, indutâncias, etc.). Uns introduzidos por nós para realizarem uma determinada função (p.e. eliminar sinal contínuo, filtrar, etc.) e outros muito parasitas (indutância de cabos, capacidades parasitas de uniões PN, etc.)
É conhecido como DIAGRAMA DE BODE - a representação da variação do ganho de um amplificador com a frequência (módulo e argumento)
A = MÓDULO = Relação de amplitudes.
= ARGUMENTO = Desfasamento.
Vin
Vout
Relação de amplitudes(MÓDULO)
Desfasamento(ARGUMENTO)
A
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 14
Resposta em frequência de um amplificador
10
1
Ganho
f
90º
0º
Desfase
f
-90º
DIAGRAMAS DE BODENormalmente a escala de frequências é logarítmica
-2 -1 0 1 2 3 4 [log f]
[f]0.01 0.1 1 10 100 1K 10K
Notar que a frequência 0 (DC - contínua) numa escala logarítmica é -∞
DÉCADA
O Ganho se representa também habitualmente numa escala logaritmica especial - (dB = Decibéis)
Alog20VVlog20dB
in
out
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 15
Resposta em frequência de um amplificador
Se a potência se aplica sobre cargas iguais:
B = Ponto referência do circuito.A = Ponto onde se mede o ganho em relação a
B.
Definição de ganho de potência em decibéis (dB’s) :
B
A10P P
Plog10dBA
B
A10 V
Vlog202
B
A10 V
Vlog10
carga
B
carga
A
10
RV
RV
log10 2
2
B
A10P P
Plog10dBA
Definição de ganho de tensão em dB’s:
B
A10v V
Vlog20dBA
Comentários a respeito da definição de decibel
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 17
O Amplificador ideal de tensão:
AVin Vout = A·Vin
O amplificador diferencial de tensão
AdVout = Ad · (Vnon – Vinv)
Vnon
VoutVinv
+
-
iin = 0 iout
Impedância de entrada infinita:
iin = 0
Introdução
Vout
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 18
Amplificador diferencial de tensão:
Vnon
VoutVinv
+
-Ad↓
+
-
Amplificador operacional ideal
¿Para que serve um amplificador que para qualquer entrada não nula tem na saída, - infinito?
inon = 0
iinv = 0
Amplificador Operacional Ideal
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 19
Aplicações lineares dos amplificadores operacionais
Uma coisa é analisar os circuitos considerando o Ampop com um comportamento ideal …..
¿Mas!... O que se passa quando se usa um amplificador operacional Real?
Características do A.O. real
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 20
Características do amplificador operacional real
Impedância de entrada não infinita.Impedância de saída não nula.Corrente máxima de saída limitada.Ganho não infinito.Largura de banda limitada.Erros em tensão continua.Tensões de entrada limitadas pela alimentaçãoExcursão da tensão de saída limitada pela alimentação
Introdução
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 21
Características do amplificador operacional realImpedância de entrada não infinita
-
+
Idealmente: Zi = ∞Na prática : Zi = 105 ~ 108
Impedância de saída no nula
+
-Zo Idealmente: Zo = 0
Na prática : Zo = 20 ~ 100
Introdução
Zi
Zi
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 22
Corrente máxima de saída limitadaOs amplificadores operacionais comerciais incluem uma protecção de sobrecorrente que limita a corrente de saída máxima.
Iout max = 20 ~ 100mA
Ganho não infinito
+
-
Vout = Ad·Vd
VdIdealmente: Ad = ∞Na prática : Ad = 20000 ~ 500000
Características do amplificador operacional realIntrodução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 23
V-
Largura de banda limitada
• Os amplificadores operacionais amplificam contínua.• A partir de certa frequência o ganho/Amplificação cai.
Erros em Tensão contínua
Idealmente: Vout = 0
Na prática : Vout ≠ 0
100Hz
80dBAd
+
-VS
R2
R1
Normalmente Vout toma um valor muito pequeno. Se for necessário compensá-lo, usam-se as entradas de offset-null.
Características do amplificador operacional realIntrodução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 24
Zona linear
• Tensões de entrada limitadas pela alimentação
A tensão das entradas não pode sair do intervalo limitado pela tensão de alimentação.+
-Vout
VCC
-VCC
Vnon
Vinv
VCC-VCC 0
Zonaproibida
Zonaproibida
Características do amplificador operacional real
Introdução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 25
• Excursão da tensão de saída limitada pela alimentação
A tensão da saída não pode superar a tensão de alimentação positiva nem baixar abaixo da alimentação negativa.
+
-Vout
VCC
-VCC
VdVd
Vout
VCC
-VCC≈2V
≈2V
Características do amplificador operacional realIntrodução
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 26
As montagens em malha aberta, só são utilizáveis para amplificação linear quando a amplitude do sinal de entrada é extremamente pequena: (v+-v-)<|VCC|/A, porque, em geral, |VCC|<20 V e A>>1.
Tipicamente, (v+-v-) máxima é da ordem de dezenas de microvolt. A aplicação do amplificador operacional em malha aberta seria muito maior se o respectivo ganho fosse bastante menor.
O amplificador operacional é projectado para reagir à diferença entre os sinais aplicados às entradas inversora (-) e não-inversora (+), produzindo uma tensão de saída, Vout dada por:
V - é a tensão aplicada à entrada inversora.
Vout = A(V+ − V−)
Onde A é um número positivo que representa o ganho do Ampop sem realimentação.V + é a tensão aplicada à entrada não-inversora;
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 27
Vout = A(V+ − V−)
(Common Mode Rejection Ratio)
Idealmente, o Ampop apenas amplifica a diferença entre os dois sinais presentes nas suas entradas (v+-v-), ignorando qualquer sinal que seja comum às entradas v+ e v-. Assim, se a tensão presente em v+ for igual à tensão presente em v-, a saída, Vout, será, idealmente, nula.
Esta característica é designada por rejeição em modo-comum, e o ganho A é designado por ganho diferencial, uma vez que se refere à amplificação da diferença entre os sinais presentes nas entradas do Ampop. CMRR
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 28
d) V+ para V-=-3,6V e Vout=-3,6 V.
Considere um amplificador operacional (ampop) ideal, excepto quanto ao ganho em malha aberta que tem o valor de A=103. O ampop é usado de acordo com o circuito representado na figura, sendo medidas as tensões V-, V+ e Vout. Determine:
a) V- para V+=0 e Vout=2V;b) V- para V+=5V e Vout=-10 V;c) Vout para V-=1,002V e V+=0,998 V;
Soluções: a) V-=-0,002 V; b) v-=5,01 V; c) Vout= -4 V; d) V+=-3,6036 V.
Exercício
Ampop Malha Aberta (Open loop)
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 29
Como o ganho é muito elevado em Malha aberta, um pequeno sinal sinusoidal pode ser usado para “Clock” depois de transformado em onda quadrada!...
A aplicação mais simples do AMPOP é na realização de um circuito detector de zero como o apresentado na figura ao lado. Consiste em ligar um dos terminais ao comum do circuito e o sinal a analisar ao outro terminal de entrada. Neste exemplo o terminal V- do AMPOP é ligado à massa e o terminal V+ a uma fonte de sinal sinusoidal. Como acontece nos demais circuitos não-realimentados, o AMPOP opera na zona não-linear (saturação).
Comparador
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 30
Neste caso, para valores de Vin inferiores a 0 V a diferença de potencial (V+-V-) é negativa, pelo que o dispositivo satura negativamente, i.e., Vout=80% de -VCC.
Reciprocamente, para valores de Vin superiores a 0 V, a ddp à entrada (V+-V-) é positiva e o dispositivo satura positivamente, i.e., Vout= 80% de +VCC.
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
Comparador -Passagem por Zero
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 31
Não há realimentação, a tensão diferencial não é nula.
invnoncc
invnoncc
out
VVV
VVVV
Vinv
+
-
Vnon
Vout
VCC
-VCC
Comparador com voltagem de referência
Vin
+
-Vout
VCC
-VCC
Vcomp
Vcc
-Vcc
Vcomp
Vin
Vout
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 32
Comparador
Vin
+
-Vout
VCC
-VCC
Vcomp
Vcc
-Vcc
Ressaltos
Vcomp
Vin
Vout
E se houver ruido no sinal de entrada ? ¿Cómo evitar os ressaltos?
O amplificador operacional como comparador :- Malha Aberta
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3303-05-2023 Por : Luís Timóteo 33
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE4603
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Ampop Comparador
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3503-05-2023 Por : Luís Timóteo 35
1Af
βA1AAf
OL
OL
·
Ganho em malha fechada:Amplificador
AOL
Vin Vout
Se o ganho em malha aberta é muito grande 1/AOL≈0
·OL
OL
AAAf
O ganho dum sistema REALIMENTADO é INDEPENDENTE do ganho
do amplificador, dependendo quase exclusivamente do factor .
Então:
=
A Realimentação Negativa diminui o ganho e a positiva aumenta o ganho…Mas esta linguagem é enganadora…
OL
OL
OL AA
A
Af · 1 1
Dividindo por A
Dividindo por AOL
Realimentação Negativa
Realimentação
Vin
Vr
+
-
-Vr
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 3603-05-2023 Por : Luís Timóteo 36
Realimentação negativa: A · b > 0
Por exemplo:A > 0 e > 0
Se por qualquer perturbação a saída se aumenta:Vout ↑ VR ↑ Vin -VR ↓ Vout ↓
A realimentação tende a compensar as perturbações da saída.
Realimentação Negativa
Vin Vout
VR
-
Vin-VR
AOL
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 37
• i(+), i(-) : correntes de entrada do Amplificador das entradas Inversora e não Inversora ,respectivamente.
• vid : A Voltagem de entrada da entrada inversora para a não inversora.• +Vcc , -Vcc: Alimentação DC, geralmente +15V e –15V• Rin : Resistência de Entrada, idealmente infinito.• A : O ganho do Amplificador. Idealmente muito alto, na ordem de 1x1010 .• ROut: Resistência de saída, idealmente zero• vOut: Voltagem de saída; vOut = AOLvid onde AOL é o ganho em malha aberta.
vid
Inversorai(-)
Não Inversorai(+) vout = Advid
_
+
Ampop Real
-VCC
+VCC
SaídaRin
ROut
A
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 38
Considere-se o ampop (ideal). com realimentação negativa ilustrado na figura.
O ganho de malha fechada, Af, é definido por:
A ≡vf
voutv
in
A tensão vout tem um valor finito, e como:
=Af non inv )(vout v v
=Af
non inv )( vov v → ∞A
non inv )(v v → 0 isto é, as tensões presentes em V (+) e V (-) são praticamente iguais.
inv in= vve
Então: dado que, idealmente,
então,
non = 0vNeste caso
Amplificador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 39
Diz-se, então, que existe um curto-circuito virtual entre as entradas não inversora, Vnon(+), e a inversora, Vinv(-).
O termo curto-circuito virtual significa que qualquer que seja a tensão presente em V(+), ela está também presente em V(-), devido ao ganho A ser muito elevado (tender para infinito).
Quando V(+) está ligado à massa, diz-se que V(-)é uma massa virtual (figura em cima),
dado que, embora V(-) esteja ao potencial zero, devido ao curto-circuito virtual, ela não está fisicamente ligada à massa.
Assim:
Amplificador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 40
A resistência de entrada da montagem inversora (do ponto de vista do sinal), da figura é dada por:
A figura ilustra a montagem inversora do amplificador operacional.
A =fR2
R1
=Ri R (Devido ao curto circuito virtual entre a entrada V(+) e a
V(-), a entrada V(-) também está á massa.1
Ganho da Montagem Inversora
Se a relação R2/R1 for maior que 1, a montagem diz-se Multiplicadora.
Se a relação R2/R1 for menor que 1, a montagem diz-se Divisora. Característica de transferência da montagem inversora.
Amplificador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 41
+
-Vout
Vin
R1
Vnon
Vinv
R2
V+ = 0
V- = V+Vout = -Vin ·
R1
R2
i
i
i =Vin - Vout
R1 + R2
Vinv = Vout + i · R2
Vinv = Vout + R1 ·Vin - Vout
R1 + R2
R2
R1 + R2
Vinv = Vout · + Vin ·R1
R1 + R2
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
i=0
i=0
Amplificador Inversor
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 42
Funcionamento
Amplificador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 43
RL
+
-+_
+
-
VoutVin
R1
Vnon
Vinv
RF
i1
iF
i=0
i=0
Resumo
Amplificador Inversor
1F1
in1 iiR
Vi
1
FinFFout R
RVRiV F
1
1
Fvf R
RR
RA
Equações Gerais:
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 44
Resistência de Entrada e de Saída
Amplificador Inversor
Idealmente a resistência de entrada para esta configuração, é equivalente a R1. No entanto, para ser mais preciso, o valor da resistência de entrada é dado pela seguinte fórmula:
OL
F1inF A1
RRR
Idealmente a resistência de saída é zero, mas a fórmula seguinte dá um valor mais preciso:
OL
OOF A1
RR.
Nota: F1
1
RRR
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 45
Calcular: vo , iF , Av , , RinF e RoF
RL
+
-+_
+
-
VoutVin
R1
Vnon
Vinv
RF
i1
iF
i=0
i=0
Dados: vin = 0.6 V, RF = 20 k R1 = 2 k , AOL = 400 k Rin = 8 M , Ro = 60
Soluçãovout = -iFRF = -vinRF/R1 = -(0,6*20.000)/2.000 = 12 V
iF = i1 = vin/R1 = 1 / 2.000 = 0,5 mA
Av = RF/R1 = 20.000 / 2.000 = 10 = R1/RF = 2000 / 20.000 = 0,1
Rin = R1 + RF = 2.000 + 20.000 = 2.000,05 1 + AOL 1 + 400.000
RoF = Ro = 60 = 1,67 m 1 + AOL 1 + 0,09*400.000
Exercício
Amplificador Inversor
Solução?
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 4603-05-2023 Por : Luís Timóteo 46
Verificar conhecimentos
Amplificador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 4703-05-2023 Por : Luís Timóteo 47
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Inversor
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE2903
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 48
Sistema realimentado:
Vin Vout
VR
A
-
+
-Vout
Vin
VR
Vout = Vin ·A
1 + A ·
R2
R1
Vout = Vin ·1
= R1
R2 + R2
Vout = Vin ·R1
R2 + R1
Amplificador operacional realimentado:
A →
Vout = Vin·(1 + )R1
R2
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Não Inversor
R2
R1
Vout
Vinv= Vin
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 49
AvF é o Ganho do Amplificador com realimentação.
Amplificador Não InversorEquações
O ganho de voltagem em malha fechada, simbolicamente Avf é calculado da seguinte forma:
1
F
in
outvf R
R1VVA
A equação original do ganho em malha fechada é:
.OL
OLvf A1
AA
Idealmente AOL = ∞ , no entanto Av = 1
Nota: O valor de AOL é um dado específico para cada Ampop e actualmente é na ordem de valores de 50k a 500k.
é o factor de realimentação e assumindo que o ganho em malha aberta é infinito:
21
1
RRR
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 50
Como β é determinado pelo projeto, podemos aumentá-lo para aumentar a impedância de entrada Zif.
A impedância de saída (Zof) diminui quando aumentamos β:
A impedância de entrada (Zif) é aumentada pois:
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Não Inversor
)A(1RZ OLinif .
OL
outof A1
RZ.
Impedâncias de Entrada e de Saída
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 51
A resistência de entrada da montagem Não inversora da figura é dada por:
A figura ilustra a montagem Não inversora do amplificador operacional.
=Ri
Característica de transferência da Montagem não Inversora.
(ausência de resistência física e característica ideal do AmpOp)
(Curto Circuito virtual)Ganho da Montagem Não Inversora
Amplificador Não Inversorinnoninv VVV
1
in1 R
Vi
Iii 21
1in RIV
2inout RIVV
1
21
in
out
RRR
VV
211
inout RR
RVV
in1
2out V
RR1V
1R2R
1fA Af 1
ininin ZlogoR0i
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 52
Correcção dos efeitos de Ib
Logo, a forma de anular o efeito de IB, será colocar a resistência Rs, numa das entradas, de tal forma que Rs=R1//Rf.
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Não Inversor
+
-Vout
Vin
RF
R1
Corrente de Polarização “Input Bias Currente IIb “
RS Se Rs=0Vout=Ib.RF sendo Avf=10….
Anular o efeito de Ib, introduzindo Rs .
R1=1MΩ e RF=10MΩ .
Ib= 100nAVout=10MΩx.100nA=1V
…o que é um erro muito grande….
Outra solução para reduzir o erro, é baixar os valores de R1 e RF, mantendo o ganho Avf
Rs=R1//RF
Se RF = 1MΩ e R1=100KΩ… Vem Vout=0,1V para o mesmp Ib de 100 nA.
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 53
vid = vout/AOL
Assumimdo AOL ∞
vid =0Assumindo também, Rin = ∞i(+) = i(-) = 0
Aplicando KVL, as seguintes equações são encontradas:
Isto significa que, iF = i1No entanto: iF = vin/R1
Usando a equação da esquerda, vem para a voltagem de saída:
vid
vF
+
_vL
+
_RF
+
-+_
+
-VoutVin
Vnon
Vinv
i(+)
i(-)
R1
RL
iF
iLiOut
v1
+
_i1
Amplificador Não InversorEquações
FFinF1out
in1
R i V V V V V V
1
Fin
1
Fininout R
R1 V R.RV V V
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 54
Dados: vin = 0.6V, RF = 200 k R1 = 2 k , AOL = 400kRin = 8 M , Ro = 60
Solução:vout = vin + vinRF = 0,6 + 0.6*2x105 = 60,6 V iF = vin = 0.6 = 0,3 mA
R1 2.000 R1 2000
Avf = 1 + RF = 2x105 + 1 = 101 = 1 = 1 = 9,9x10-3
R1 2.000 Avf 101
RinF = Rin (1 + AOL) = 8x106 (1 + 9,9x10-3*4x105) = 3,1688x1010 RoF = Ro = 60 = 0,015
AOL + 1 9,9x10-3*4x105 + 1
vid
vF
+
_vL
+
_RF
+
-+_
+
-VoutVin
Vnon
Vinv
i(+)
i(-)
R1
RL
iF
iLiOut
v1
+
_i1
ExercícioAmplificador Inversor
Calcular: vo , iF , Av , , RinF e RoF
Solução?
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 55
Funcionamento
Amplificador Não Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 5603-05-2023 Por : Luís Timóteo 56
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Não Inversor
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE3003
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 57
A saída, que é igual á entrada Vinv, que acompanha a tensão no terminal Vnon desde que não sejam atingidas as tensões de alimentação do Ampop (caso em que o dispositivo entra na zona de saturação):
O circuito seguidor representado na figura ao lado é um circuito tão simples quanto prático sendo não inversor.
É composto apenas por um Ampop em que a saída está ligada ao terminal Vinv sem resistência de
Realimentação, isto é RF=0
V0ut=V-=V+=Vin, isto é Af 1≅ . RfGf = 1+ R1 Rf=0e
Vem: Gf =1A montagem seguidora comporta-se como um amplificador de corrente.
Ganho da Montagem Seguidora
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Montagem Seguidora
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 58
Esta montagem tem como principal função tirar partido da elevada impedância de entrada e da pequena impedância de saída do Ampop de modo a isolar electricamente dois blocos de circuitos independentes ligados em cascata.
É muitas vezes usada como bloco de saída de variados circuitos electrónicos ou como circuito tampão/interface entre dois circuitos.
O circuito é conhecido como "seguidor" pois a saída é uma réplica em fase, com ganho unitário, da tensão de entrada. A impedância de entrada é também infinita.
Vout é exactamente igual a Vin. Visto que a saída está directamente liga á entrada [Curto circuito virtual entre V(+) e V(-)].
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Seguidora
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 5903-05-2023 Por : Luís Timóteo 59
Vout = A [Vnon - Vinv]Vnon - Vinv = Vout/A
A = , Vout /A = 0• A menos que Vout =
Vnon = Vinv
e Vout = Vinv
Vout =Vnon
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Montagem Seguidora
Vnon
Vinv
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 60
V+ = V- Vout = Vin
+
-VoutV+
V-
Vin
Este circuito usa-se para adaptar impedâncias.
Equip.de
medida
Sinal muito fraco (corrente máxima 50A)
Vout
+
-iE = 0
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Montagem Seguidora: Aplicações
Vin
Seguidor de emissor:
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 6103-05-2023 Por : Luís Timóteo 61
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagens não Inversoras
vF
+
_RF
+-
+_
+
- VoutVin
Vnon
Vinv
R1
iF
v1
+
_i1
Vin
in1
Fout V
RR1 V
vF
+
_RF
+-
+
- Vout+_ Vin
Vnon
Vinv
R1
iF
v1
+
_i1
R2
R3
iin iin
iF = i1
in32
3Fout )V
RRR)(
R1R(1V
Vout
Vnon
RF
+-
+_
+
-Vin
Vinv
Vin
iF
inout VV
RF
+-
+
- Vout+_ Vin
Vnon
Vinv
R2
R3
iin iin
in32
3out )V
RRR(V
Seguidor de emissor: Ganho = 1 Ganho <1
Amplificdor ñ Inv,: Ganho ˃1 Amplificdor ñ Inv,: c/Div.Tensão
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03-05-2023 Por : Luís Timóteo 62
V- = V+
V- = 0
iA = i1 + i2
i2
i1 iA
Vout = - iA · RF i1 =V1
R1
i2 =V2
R2
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Somador Inversor
Vout
+
-V+
V-
RFR1V1
R2
V2
Se: R1=R2=Rn
Vout = -RF · ( + … + )V1
R1
V2
R2
Vn
Rn
Vout = · ( + + …+ )V1R1
V2Vn
-RF Vem
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 63
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Vout
+
-
V2
10 KΩV1
V4
V3
10 KΩ
5 KΩ
2,5 KΩ
1,25 KΩ
1 KΩ-15V
+15VR1
R2
R3
R4
RF
R5
EXEMPLO
Amplificador Somador Inversor
iF
i1
i2
i3
i4
Conversor D/A de 4 Bits
i1 =V1
R1
= 110KΩ
= 0,1 mA
i2 =V2
R2
= 05KΩ
= 0 mA
i3 =V3
R3
= 12,5KΩ
= 0,4 mA
i4 =V4
R4
=1
1,25KΩ = 0,8 mA
iF = i1 + i2+ i3 + i4
Vout = - iF · RF
iF = i1 + i2+ i3 + i4 = 1,3 mA
Vout = - iF · RF=(-1,3x10-3x103)= -13V
13V = 1 1 0 1 em Binário
0V
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 64
R-2R Ladder DAC
Circuito Equivalente
São necessários apenas dois valores de resistências.
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Somador Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 6503-05-2023 Por : Luís Timóteo 65
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE3403
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisAmplificador Somador Inversor
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE7306
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 66
V+ = V-
V+ =
V1
R1
V2
R2+
1R1
1R2
+1R3
+
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
V- = Vout ·RA
RA + RF= Vout ( 1+
RA
RF
)
Vout =RA
RF ·
V1
R1
V2
R2+
1R1
1R2
+1R3
+
1 +
+
-Vout
V1
R1
RA
V+
V-
V2
RF
R2
R3
Ganho Amplificador não Inversor
i1i2
i1
i2
Amplificador Somador Não Inversor
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 67
RF
+
-Vout
V2
RN
RA
V+
V-
VN
RN
R3
V1RN
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
i1
iN
Amplificador Somador Não Inversor
i2
Se RA=RF Então o ganho é:
O ganho de uma montagem não inversora é:
A =fRF
RA+1
A =f +1 1 = 2
Se RA=RF e todas as entradas tiverem o mesma R = RN Vem:
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 68
V- = V+
V+ = V1 ·RF
R1 + RF
V- =
V2
R1
Vout
RF+
1R1
1R2
++
-VoutV1
R1 V+
V-V2
RF
RF
R1
V- =V2·RF + Vout·R1
R1 + RF
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador da DiferençaMontagem Diferencial
Vout=RF
R1· (V1 – V2)
Resistências iguais duas a duas!...
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 69
V1
V2
+
-VoutR1 V+
V-
R3
RF
R2
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador DiferencialMontagem Diferencial
Para compreender o circuito, primeiro estudaremos os sinais de entrada em separado, e depois combinados.
Á tensão de saída devida a V1 chamaremos V01.
Á tensão de saída devida a V2 chamaremos V02.
Então a tensão de saída devido a V1 (supondo V2=0 será;
V02 =RFV2 R2
x
V01 =RFR3
R1 + R31 +
R2
V1 x
Divisor de tensão na entrada V+ Ganho da montagem não Inversora A tensão de saída devido a V2 (supondo V1=0) será;
Comportando-se com uma montagem inversora….
V01 + V02 Vout = R3Vout =
RFR3
R1 +1 +
R2
V1 xRFV2 R2
x
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 70
Circuitos de Diferença
Diferencial
Amplificador da DiferençaSubtractor
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 71
Primeiro passo: Um amplificador diferencial com suas entradas precedidas de um seguidor de tensão (buffer).
Vantagens:Aumentam a impedância de entrada para evitar o efeito de carregamento da fonte
(por exemplo, um sensor) e muito alto CMRR.Igualam ambas as impedâncias de entrada.Isolam as resistências que definem o ganho da configuração (Rf, Rg etc) da fonte de
sinal. Por outras palavras, pode-se projectar previamente o amplificador para que tenha um ganho especificado, independentemente do que será ligado aos seus terminais de entrada.
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 72
Instrumentação
Buffers
Diferencial
21
2 VRR
1 )(
11
2 VRR
1 )( 1
1
RV
1
2
RV
Segundo passo: Incluir resistências adicionais para facilitar a variação do ganho da configuração e determinar o seu funcionamento.
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 73
3
4
1
2
12
outd R
RRR1
VVVA
123
4
1
2out VV
RR
RR1V
A eliminação do ponto x á massa vai aumentar em muito a performance do amplificador e do CMRR.
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação
Instrumentação
Buffers
Diferencial
21
2 VRR1 )(
11
2 VRR1 )(
))(( VVR2R2
1 21
21
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 74
3
4
1
2
12
outd R
RRR1
VVVA
123
4
1
2out VV
RR
RR1V
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação
Para fazer com que o ganho da montagem seja variável a resistência 2R1, pode ser desdobrada numa resistência fixa com uma variável em série, sendo que a fixa impõe o limite do máximo ganho.
Instrumentação
Buffers
Diferencial
21
2 VRR1 )(
11
2 VRR1 )(
))(( VVR2R2
1 21
21
1
12
2R)V(V
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 75
Amplificador Diferencial com alta impedância de Entrada e baixa impedância de saída. Dois Amplificadores não Inversores + um Amplificador Diferencial.
Buffers Diferencial
Não Inversor
Instrumentação
(HPF)>0,05 Hz
(LPF)<100 Hz
x ≈4 x 10 x 32
<0,2V
Max. CMRR
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisMontagem Diferencial: Amplificador de Instrumentação
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 76
Com esta montagem, faz-se um amplificador inversor com a impedância de entrada de 1 M, com ganho A= -100 sem ter resistência maiores do que 1 M.
10,2kΩ98
1MΩ3R
3R1MΩ
1MΩ1MΩ1
1MΩ1MΩ100
As montagens inversoras são de concepção simples, mas têm um senão.
Então:
A resistência de entrada é determinante no Ganho da montagem, pelo que é normalmente baixa.
21
1 iR
Vi in
11
Ri
VR in
in inR
x VR
iR0V1
222 in
1x VRR
RRVi
31
2
33
in1in V
RRR
RV
iii31
2
1324 4inV
3R1
1R2R
1RinV
1
244out RV
RRiRVV inx
inout VRRV
3R4R
2R4R
1
1
2
3i2i
Aplicações lineares dos Amplificadores OperacionaisAmplificador Inversor com alta Impedância de Entrada
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 77
Montagem inversora amplificadora de corrente, de zero de impedância de entrada em que a corrente na carga é independente desta.
iniRRi
3
23
iniRR1i
3
24
R4 é a resistência de carga. A corrente que a percorre depende de R2 e R3.
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador Inversor de corrente com controlo de corrente
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 78
iF = iinvout = -iFRF
Rm =1/GmRm = vout/iin = RF
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor corrente(tensão (I/V)
Amplificador de Transresistência
+
_
iin
RF
vOut
+
-
iF
Equações Gerais:
Rm - Transcondutância Inversa.Gm - Transcondutância
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 79
Há transdutores, cujo modelo se aproxima de uma fonte de corrente, mas com baixa/variável resistência (Fotodiodo).
Respondem á necessidade de uma fonte de tensão constante, independente da carga e controlada por corrente.
Para se conseguir um valor aceitável de tensão há a necessidade de um amplificador de transresistência ou conversor corrente/tensão.
Em que A, é o factor de Amplificação de transresistência.
(-) Desfasamento de 180º devido a ser aplicado na entrada Inversora (-). Á medida que a luz aumenta a corrente iin aumenta (varia a resistência) aumentado Vout.
Vantagem: Ri=0
RL
+ VoutV+
V-
RF
-
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor corrente(tensão (I/V)
Amplificador de Transresistência
iin
iin
+
-
FinFinout RAAiRiV
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 80Kristin Ackerson, Virginia Tech EESpring 2002
Dados: iin = 10 mA RF = 200
Solução:
iF = iin = 10 mA
vout = -iFRF = 10 mA * 200 = 2 V
Rm = vout/iin = RF = 200
+
_
iin
RF
vOut
+
-
iFExercício
Conversor corrente/tensão (I/V)
Calcular: iF , vout e Rm
Solução?
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 81
Exemplo de aplicação
FotodiodoBPW21
lxLnAIR 102
Algo parecido pode fazer-se com um diodo normal para medir temperatura.
(Corrente de fuga de um diodo duplica em cada 10ºC)
Vo
-
+ +
-
IR
RF=1M
RL
lxLIRFmVV Rout
102RF
+ Vout
RF
-iR
+
-
1M
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor corrente(tensão (I/V)
RL
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 82
Eis uma versão não inversora de amplificador de Transresistência (Fotodiodo).
Que para massa virtual (ponto quiescente estabelecido por R1)…
Em que Rm, é o Ganho de transcondutância inversa e é igual a -R1.
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor corrente(tensão (I/V)
Amplificador de Transresistência
1
x1in R
VII
minout1inout1
outin RIVRIV
RVI
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 83
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor corrente(tensão (I/V)
http://www.wisc-online.com/Objects/ViewObject.aspx?ID=SSE3103
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 84
OU
iL = i1 = v1/R1
v1 = vin
Transcondutância, gm = iout/vin = 1/R1
No entanto: iL = i1 = vin/R1 = gmvin
A Resistência máxima de carga é determinada por:RL(max) = vout(max)/iL
R1
vin
+
_
Load
i1
iL
i1 R1
vin
+
_
Load
iL
vin
_
+
Equações Gerais:
Conversor Tensão/Corrente (V/I)
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 85
V- = V+
+
-
Vin
R1 V+
V-
R2
R2
R1
Rout
iA
iout
iin
iA
iA
v
v
iA =V-
R1
iin =Vin – V+
R1
iout = iin + iA
iout =Vin – V+
R1
+V-
R1
A corrente de saída não depende de Rout
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais Conversor Tensão/Corrente
(V/I)
iout =Vin
R1
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 86
Existem dois circuitos básicos:
Massa normal:
Massa flutuante
Com RL á Terra. Com fonte e RL á Terra.
Massa flutuante
Se
Baseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função da tensão de entrada, mas independente da resistência de carga.
Conversor Tensão/Corrente (V/I)
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Amplificador de Transcondutância
inL
Lout
L
in V2RR
RV2RR
Vi
Com fonte á Massa.
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 87
Baseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função da tensão de entrada, mas independente da resistência de carga.
Massa Normal
Com RL á Terra.Com RL e Fonte á Terra.
Se
Conversor Tensão/Corrente (V/I)Amplificador de Transcondutância
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 88
2
21inout R
RRVV
Baseiam-se na necessidade em que a corrente de saída tem que ser em função da tensão de entrada, mas independente da resistência de carga.
LED modelador de luz. (Em fibra ópticas)Aplicações:
in212
2 IIRIRR
VinIR
21
outout RR
VI
2
inout R
VI
Amplificador de Transcondutância Conversor Tensão/Corrente
(V/I)
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
03-05-2023 Por : Luís Timóteo 8903-05-2023 Por : Luís Timóteo 89
Exercício
Conversor Tensão/Corrente (V/I)
RLoad
+
_
Vin
+
-
R1
iL
i1Dados: vin = 2 V, R1 = 2 k
vout(max) = 10 V
Calcular : iL , Gm e RL(max)
Solução:
iL = i1 = vin/R1 = 2 / 2000 = 1 mA
Gm = iout/vin = 1/R1 = 1 / 2000 = 0.5 mS
RL(max) = vout(max)/iL = 10 V / 1 mA
= 10 k
Solução?
Nota: • Se RL > RL(max) o Ampop irá á
Saturação• A corrente de saída, iL é
independente da resistência de Carga RL.
Electrónica Analógica: Amplificadores Operacionais – Circuitos Lineares
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http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?ID=SSE3303
Conversor Tensão/Corrente (V/I)
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
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+
_
Vout
+
R1 RF
RZ
VZ Z1
Vcc
+
_
Referenciador de Tensão
Aplicações lineares dos Amplificadores Operacionais
Com RF variável permite variar a tensão de referência pretendida na saída Vout ˃VZ.
Z1
Fout V
RR1V
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Dúvidas?
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Bibliografias
www.ate.uniovi.es/ribas/Docencia05_06/Electronica_y_automatismos_9047/Presentaciones/Amplificadores.pps
http://www.technologystudent.com/elec1/opamp3.htm
http://www.williamson-labs.com/480_xtor.htm#emitter-follower
http://www.chem.uoa.gr/applets/AppletOpAmps/Appl_OpAmps2.html
http://educypedia.karadimov.info/electronics/javaopamps.htm
http://www.wisc-online.com/objects/ViewObject.aspx?