AMPLIFICADOR OPERACIONAL (741)

CARACTERSTICAS TCNICASResistncia de entrada 1M Ohm

Resistncia de sada 75 Ohms

Ganho em malha aberta 100.000

Largura de faixa 8HzVio 2 mV

Slew Rate( Taxa de inclinao da tenso de sada) 0,7 V/s

Pinagem AOP 741

HISTRICO DO AMPLIFICADOR OPERACIONAL

Os primeiros AOPsforam desenvolvidos na dcada de 40 atravs de vlvulas, as caractersticas destes primitivos AOPs eram bastante ruins. Com o surgimento do transistor na dcada de 50 foi possvel evoluir o AOP com caractersticas bastante razoveis. Porm foi quando na dcada de 60 com o surgimento dos circuitos integrados que o amplificador operacional teve sua maior evoluo onde no ano de 1963 a FAIRCHILD SEMICONDUCTOR lanou o seu primeiro AOP monoltico A702. Tambm como tudo que se desenvolve o A702 apresentou uma srie de problemas, tais como: - Baixa resistncia de entrada;

- Baixo ganho;

- Alta sensibilidade a rudos;

- Necessidade de alimentao (-6V e +12V).

Foi ento que a prpriaFAIRCHILD, com apoio de Robert Widlar e sua equipe lanou em 1965 o conhecido a709. Este ltimo foi considerado o primeiro AOP confivel lanado no mercado. A seguir a mesma equipe projetou o famoso A741, o qual foi lanado pelaFAIRCHILD em 1968 e at hoje estes dois AOPs ocupam posio de destaque no segmento. Evidentemente como os avanos tecnolgicos no param, hoje temos diversos tipos de AOPs com caractersticas superiores s do A709 e A741, por exemplo, LF351(NATIONAL) e CA3140 (RCA)etc.PRINCIPAIS CARACTERSTICAS DE UM AOP IDEALa) Resistncia de entrada infinita;

b) Resistncia de sada nula;

c) Ganho de tenso infinito;

d) Resposta de frequncia infinita;

e) Insensibilidade temperatura.

DESCRIO DE FUNCIONAMENTOO AOP um componente eletrnico compacto construdo da juno de resistores capacitores e transistores. Este componente em tempos passados era largamente utilizado para computar as operaes matemticas como soma e integraes. Por isso recebe o nome de amplificador operacional. De acordo com o avano tecnolgico o operacional foi anexado ao nome devido a sua versatilidade em implementaes antes complexas e nos mais variados projetos. Conforme se pode observar na figura abaixo, existem trs estgios em sua montagem: um estgio de entrada, um segundo estgio e um estgio de sada.

Esquema eltrico de um amplificador operacional

Primeiro estgio (imput stage) O estgio de entrada compara as tenses aplicadas, as amplifica e gera um sinal de corrente proporcional diferena entre as mesmas (Lout1). Este sinal pode solicitar ou fornecer corrente eltrica para o prximo estgio.

Segundo estgio (second stage) Neste estgio, o sinal amplificado mais uma vez, e existem correes de desvios de frequncia que possam vir a ocorrer no processo de comparao e ganho.

Estgio de sada (output stage) Este estgio um amplificador com dois transistores, os quais atuam como fonte de corrente (sourcing) ou como sumidouro, ralo de corrente (sinking). A corrente na sada pode entrar ou sair do AOP.

-Vee e Vcc importante observar que existem duas tenses de alimentao (-Vee e +Vcc), as quais devem ser simtricas e (em geral) operam com +/- 15 V. Os ndices C e E referem-se (historicamente) a tenso no emissor e no coletor. Como existe uma solicitao grande e varivel de potncia por parte do conjunto de transistores que existem no interior do AOP, importante que a tenso seja estabilizada atravs do acoplamento de capacitores (entre a alimentao e o terra) nas entradas de alimentao.Sua representao grfica dada pela figura abaixo:

V+=Entrada no inversoraV- = Entrada inversoraVo = Tenso de sadaO AOP possui duas entradas e uma sada onde a funo apresentar na sada o mltiplo da diferena entre as duas entradas onde A o ganho de tenso do Amplificador Operacional.

AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO AMPLIFICADOR INVERSORO circuito chamado de amplificador inversor pois a tenso de sada (Vs) esta defasada de180 em relao entrada (Ve). Veja abaixo um circuito bsico deste esquema.

Amplificador inversor

Inicialmente, vamos fazer um reconhecimento dos componentes utilizados no circuito. Temos o gerador de sinais Ve que est alimentando o circuito. Temos um amplificador operacional com um ganho qualquer e demais caractersticas que a princpio podemos considerar ideais. A sada Vo do dispositivo a prpria sada do circuito representada por Vout. Temos ainda dois resistores R1 e RF (R1 est ligando eletricamente o sinal de entrada com a entrada inversora). O resistor RF est fornecendo um caminho eltrico entre a sada e a entrada inversora do amplificador operacional.Seguindo a regra, a grandeza mais importante em um circuito analgico o ganho de tenso do prprio, denominada de AV.Para este circuito temos as equaes:

AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO AMPLIFICADOR NO INVERSORO amplificador no inversor, como o nome diz, um amplificador no qual a tenso de sada (Vo) est em fase com a tenso de entrada (Ve). A figura abaixo mostra o circuito bsico.

Amplificador no inversor

Empregando a tcnica de curto-circuito virtual e considerando o AOP ideal sabemos que o prprio tem como sada Vo = A . (v+ - V-) no circuito proposto, a entrada no inversora est aterrada, ou seja, V+ = 0 e Vo = Vout.

A expresso anterior no nos diz muita coisa, mas quando foramos um ganho muito elevado, o termo A 1(1 + RF/R1) do denominador tende a zerar e a expresso anterior se simplifica para:

Esta expresso utilizada para determinar o ganho do amplificador inversor, o mesmo possuieste nome devido ao sinal negativo na frente de RF/R1. Sabe-se que um sinal negativo corresponde a uma inverso de fase, ou seja, graficamente ele corresponde a um espelhamento em relao ao eixo x, isto no tempo o sinal da sada invertido em relao ao sinal de entrada. E pressupondo tambm que o ganho de tenso do amplificador operacional nunca sature, ou seja, ele sempre trabalhar na regio linear onde a expressa Vo = A.(V+ - V-) vlida. Esta observao vlida para todos os circuitos de amplificadores operacionais com modo de operao de realimentao negativa.Na verdade, um amplificador operacional quando usado para amplificar sinais, sempre empregado com algum tipo de realimentao entre o sinal e sua sada e os sinais em suas entradas, no nosso exemplo no circuito mostrado inicialmente temos um resistor RF que executa esse papel que fechar a ligao entre a sada e a entrada. Sempre que h um caminho fechado entre sada e entrada chamamos de circuito de malha fechada. Um amplificador operacional quando utilizado para amplificar sinais sempre empregada a condio de malha fechada. Podemos dizer, de fato, que o amplificador operacional em malha aberta tem um ganho infinito. Desta forma, o comportamento do circuito se d atravs de caractersticas de componentes esternos.AMPLIFICADOR OPERACIONAL SOMADORO amplificador somador tem a finalidade de somar dois ou mais valores de entradas analgicas ou digitais em tempo real. Por exemplo, pode-se somar uma rampa, uma senide e um nvel contnuo instantaneamente em tempo real. empregado em misturadores de sinal.

Aplificador somadorA equao geral :

AMPLIFICADOR OPERACIONAL SUBTRATOR O amplificadorAmplificador subtrator

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