Amplificadores operacionais

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERALMINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOUNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MECATRÔNICA |
BRUNO BARROS BRANDÃO |
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS |
Salvador2010 |
BRUNO BARROS BRANDÃO |
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS |
| Trabalho apresentado ao Programa de Pós-graduação em mecatrônica da Universidade Federal da Bahia – UFBA, como método de avaliação da disciplinaSensores e Instrumentação.Prof. Iuri | |
Salvador2010 |

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS 3
1 CONCEITO, SIMBOLOGIA E CIRCUITO EQIVALENTE 4
2 CARACTERÍSTICAS DOS AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 5
2.1 RESPOSTA EM FREQUÊNCIA 5
2.2 GANHO DE TENSÃO 6
2.3 tENSÃO DE oFFSET 6
2.4 sENSIBILIDADE À TEMPERATURA (Drift) 6
2.5 razão de Rejeição em modo comum (cmrr) 7
2.6 IMPEDÂNCIA DE SAÍDA 7
2.7 IMPEDÂNCIADE ENTRADA 7
3 O AMPLIFICADOR OPERACIONAL IDEAL 7
4 ANÁLISE DE CIRCUITOS COM AMPLIFICADORES APERACIONAIS 8
4.1 Amplificador Inversor 8
4.2 Amplificador Não-Inversor 9
4.3 Seguidor de Tensão (Buffer) 9
4.4 Integrador 10
4.5 Diferenciador 11
4.6 Somador 13
4.7 Amplificador Diferencial 14
5 APLICAÇÕES 15
6 REFERÊNCIAS 15


LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – SIMBOLOGIA DO AMPLIFICADOROPERACIONAL………………….5
FIGURA 2 – CIRCUITO ELÉTRICO EQUIVALENTE…………………………………..5
FIGURA 3 – CURVA DE BODE DE UM AMPLIFICADOR E A SUA APROXIMAÇÃO LINEAR…………………………………………………………………..6
FIGURA 4 – CURVA DE BODE DE GANHO DE MALHA ABERTA VERSUS GANHO DE MALHA FECHADA…………………………………………………………..6
FIGURA 5 – ESTABILIZAÇÃO DO DRIFT……………………………………….………7
FIGURA 6 – AMPLIFICADOR INVERSOR………………………………………..……..9
FIGURA7 – AMPLIFICADOR NÃO-INVERSOR…………………………………….…10
FIGURA 8 – SEGUIDOR DE TENSÃO OU BUFFER……………………………………11
FIGURA 9 – CIRCUITO INTEGRADOR………………………………………………....12
FIGURA 11 – CIRCUITO DIFERENCIADOR…………………………………………...13
FIGURA 12 – CIRCUITO DIFERENCIAL…………………………………………….…14

CONCEITO, SIMBOLOGIA E CIRCUITO EQIVALENTE

O amplicador operacional é definido como um amplificador CC multiestágio com entradadiferencial, no qual as suas características se aproximam das de um amplificador ideal. Este dispositivo também é capaz de realizar funções matemáticas como a adição e subtração. A figura abaixo ilustra a simbologia de um amplificador operacional.

Figura 1 – Simbologia do Amplificador Operacional

Na figura 1, a entrada inversora é indicada pelo pino 1, a entrada não-inversora pelo pelo 2, asaída pelo pino 3 e os pinos 4 e 5 para a alimentação simétrica, geralmente -3V a -18V e +3V a +18V.
O circuito elétrico equivalente para um amplificador operacional está ilustrado na figura 2. O amplificador operacional, como pode ser observado nesta figura, é representado uma fonte de tensão ideal de valor, em módulo, A*Ei, sendo Ei a diferença entre as tensões aplicadas nas entradas e A o ganho demalha aberta.

Figura 2 – Circuito elétrico equivalente.



CARACTERÍSTICAS DOS AMPLIFICADORES OPERACIONAIS

RESPOSTA EM FREQUÊNCIA

É a curva que mostra a faixa de frequência, BW, em que os sinais são amplificados. Esta é convencionalmente representada pelo diagrama de Bode do ganho de malha aberta, no qual temos no eixo das ordenadas o ganho de tensão em dB e no eixo das abscissas afrequência em Hz. A figura 3 ilustra uma curva típica do diagrama de Bode, do ganho de malha aberta, de um amplificador operacional e a sua aproximação linear.

Figura 3 – Curva de Bode de um amplificador e a sua aproximação linear

O ganho em malhar aberta (Open loop Gain) é estipulado pelo fabricante e não se tem controle sobre ele. Em malha aberta é o modo de operação sem realimentação e muitoutilizado para circuitos comparadores.
Outro modo de operação é o de malha fechada ou com realimentação. Nesta modo, o ganho (closed loop Gain) será determinado em função das impedâncias na entrada, ZI, e da impedancia de realimentação Zo, como ilustrado na figura 4.

Figura 4 – Curva de Bode de ganho de malha aberta versus ganho de malha fechada

GANHO DE TENSÃO

O Ganho de tensão é definido com a...
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