Ampop's_ Circuitos Lineares

AmplificadoresOperacionais

Electrnica Analgica : Ampops Circuitos no Lineares22-06-2012Por : Lus Timteon

1Bom dia

1K2

Rectificador de meia ondaSe Vin= 1V Vo = -0,6V (diodo fica polarizado directamente)Se Vin= -1V Vo = +Vsat (diodo com polaridade inversa como se houvesse R de realimentao logo: GF = / R = +Vsat.So usados para rectificar pequenos sinais, da ordem dos milivolts.Um diodo normal de silcio directamente polarizado tem uma queda de tenso de 0,6V pelo que no pode ser usado directamente para rectificar sinais to pequenos.Para ultrapassar essa limitao dos diodos, os rectificadores de preciso usam um amplificador operacional. So de preciso por no haver perdas pois Vo =ViO que so rectificadores de preciso?Rectificadores de preciso

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2

tVout

RECTIFICADOR DE MEIA ONDAPARTE POSITIVAVINVout

VIN+-

+-

RL

t

RECTIFICADOR DE MEIA ONDAPARTE NEGATIVA

tVout

VIN+-

+-

RL

VIN

t

Vout

Rectificador de meia ondaRectificao com diodos convencionais:Rectificadores de preciso

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3Bom dia

Rectificador de meia onda InversorEste circuito actua como rectificador de meia-onda e pode rectificar sinais at ao nvel do input offset voltage (milivolts ou microvolts) respondendo bem a baixas frequncias mas no a nvel se RF.Se Vi negativo sada AO positiva D1 on D2 off.Transforma o circuito num seguidor de tenso que mantm a sada ao potencial da entrada no inversora (massa). Quer dizer que Vout est ligada massa (virtual) atravs da R de realimentao mantendo 0V.10K10KO circuito funciona como um amplificador de ganho -1 -- Vout=-Vin.Se Vi positivo sada AO negativa D1 off D2 on.

0V

Vout

Rectificadores de preciso

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4

Rectificadores de Meia onda Picos Negativos

tVIN

++-

Vout-+

R1R2

vIN

++-

tVout

-

-

IN12VRR-R2

tVout

++

tVin

++-

Vout-+

R1

VIN

+-+-

Picos PositivosRectificadores de preciso

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5Bom dia

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (I)Vout

t

Vout

VIN+-

+-

RL

tVIN

RECTIFICADOR DE ONDA COMPLETA (II)

tVout

Vout

VIN+-

+-

RL

tVIN

Rectificador de onda CompletaRectificao com diodos convencionais:Rectificadores de preciso

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6Bom dia

7

Rectificador Inversor de onda CompletaA1 rectifica os semiciclos positivos e inverte-os.A2 soma os semiciclos negativos (positivos na entrada) com a entrada (positivos) mas como os negativos so amplificados a dobrar estes prevalecem e temos na sada um semiciclo positivo.Nos semiciclos negativos A1 pe uma massa em R3 e estes esto presentes em R4 pelo que sero amplificados e invertidos por A2, com o ganho de -1, dando um semiciclo positivo na sada.A2 actua como somador inversor, dos semiciclos de A1 e do sinal de entrada

Vin

A1Vo

A2OutRectificadores de preciso

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-+

R1R2

vIN+

-

Rectificadores de Onda Completa

tVIN

++-

tVIN

++-

tVout

++

-+

R1R2

vIN+

-

-

Vout

+-

-+

R1R2

R1R1

Vout

+-

-+

R1R2

R1R1

-

-

+

tVout

++

Vout

+-

-+

R1R2

R1R1

Sada Negativa Sada PositivaRectificadores de preciso

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8Bom dia

-+

R1R2vIN

Vout

+-

-+

+-

R3R4

1K1K

10K20KD1D2

A1A2A

Rectificadores de Onda Completa Montagem no inversora Sada PositivaEmbora de anlise mais difcil e menos usado aqui vai!...

=

+

=

+=

Qual a funo de D1?!...Nos semiciclos positivos a entrada (+) de A1 curto virtual para (-) e (montagem inversora) tambm na sada de A1. D2 est no corte, e D1 conduz, logo no circula corrente em R2 (que fica curto com D1), e o ganho de A1= 1, pelo que a tenso no ponto A/R3 igual a Vin, que vai dar entrada na (-) de A2, estando tambm um semiciclo positivo na entrada (+) de A2. Pelo mtodo de sobreposio calcula-se a sada para cada uma das entradas. Para o sinal de R3 como montagem inversora de ganho -2 com a entrada (+) massa, temos na sada -2Vin. Pondo R3 massa fica uma montagem no inversora de ganho 3 dando na sada VO=-2Vin+3Vin=Vin. (semiciclo positivo)Nos semiciclos negativos D2 est polarizado directamente, circula corrente em R2, A1 tem ganho de 2 e no ponto A/R3 temos um sinal -2Vin que aplicado entrada (-) de A2. A entrada (+) de A2 tem tambm um semiciclo negativo de Vin. Pelo mtodo da sobreposio novamente vamos calcular as sadas individuais de cada entrada e depois fazer a soma algbrica. De A/R3 vamos ter +4Vin. Da entrada inversora (+) vamos ter -3Vin Vo=+4Vin-3Vin=Vin (semiciclo positivo).E se as resistncias tivessem todas o mesmo valor?!...

Rectificadores de preciso

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9Bom dia

D1 - SilcioSe Vin positivo sada AO negativa D1 on e faz o curto a R2, sendo Vout = queda de tenso em D1. Logo: Vout -0,6VSe Vin negativo sada AO positiva D1 off e pe a R2 no circuito, fazendo o AO funcionar como inversor de ganho 1. Logo: Vout = -(+Vin) e Ganho= -1R1=R2=R1K

Vo

Vin

Limitador: - Semiciclos positivosLimitadores

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(Simplificado)

R1=R2=R1KD1 Silcio CR-ZenerLimitador Simtrico: Neste caso vai haver uma limitao a dois nveis e uma inverso do sinal. Neste caso a limitao feita por VZ+VD1.VZ- Voltagem do Zener e VD1 a queda de tenso em D1. Logo:-Vin Vout = +(VZ+VD1)Vout = -Vin(R2/R1)No semiciclo positivo:

R1=R2=R1KD1=D2 (Silcio )CR1=CR 2Vout = (VZ+VD)Que simplificado d :Vout = (VZ+VCR)Sendo CR a queda de tenso em CR1/CR2.

Limitador: - Semiciclos negativos (grandes)Limitadores

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Um detector de Pico, determina a voltagem de pico numa onda AC e converte-a em nvel de voltagem DC.

Quando Vi positivo Vo ser positivo e o condensador C ir carregar a uma voltagem igual a Vi-0,6V. Quando Vi negativo, D no conduz e C no acompanha Vi (detectando (memorizando) assim o pico mximo). Assim Vo s ser alterada quando ViVo, pois s nesta condio D ir conduzir.

+VVodesvioC memoriza o nveltVi Esta memorizao de C puramente terica pois apesar de no haver circuito de descarga de C, D no um diodo ideal, e por outro lado o prprio condensador tem fugas para a massa, pelo que ir gradualmente perdendo tenso aos seus terminais, pelo que no usado, devido a: (I) Fugas de C. (I) Fugas de D. (IB) do A.O. (I) Carga de A.O. pequena.Detectores de pico

Detector de pico: - Circuito terico

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assim pois: se I = 10 mA e C = 10nF a variao da carga ser de 1V/s o que pouco, para atingir 10 V levaria 10 s. V=Q/C=(Ixt)/C V/t = I / C -9V/t =(10x10 )/(10x10 )= 1 V/-3s Aumentando a carga de C com um transistor No entanto, h ainda I fugas do transistor. Sendo evitadas com D1. H ainda fugas do AO quando D1 Conduz Nada perfeito

+VVodesvioC memoriza o nveltViDetectores de pico

Detector de pico: - Circuito terico

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Detector de Pico I1 - Corrente de fuga de Tr. (compensada por D2.)

3 - Corrente de fuga de C. (compensada usando C especial.) I2 - Corrente de fuga devido a IB do A.O (compensada usando (alto ou entrada FET ). O uso do 2 A.O. Destina-se a evitar I fugas de C devido a Correntes IB. Para um detector de pico negativo, inverte-se D2 e usa-se um Tr PNP em vez de NPN. Dois detectores destes ligados (positivo e negativo) constituem detector de Mximo e Mnimo.

Detector de pico: - Circuito RealDetectores de pico

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No so compensados em frequncia internamente.Tm menor ganho.Tm velocidades de comutao maiores (SR mais elevado).Usam-se normalmente em sistemas digitais onde se pretende uma sada digital (estado lgico) em funo dum sinal analgico (threshold Voltage)

CaractersticasComparadores Analgicos

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Se VinVio ---Vout ---+VsatSe Vin