aula 002-1 - rn cap 18 malvino - ela ii - 2015-1

7/23/2019 Aula 002-1 - Rn Cap 18 Malvino - Ela II - 2015-1

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Universidade Federal de UberlndiaFaculdade de Engenharia EltricaDisciplina Eletrnica Analgica II

Cap. 18Amplificadores Operacionais


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Tpicos Abordados nesta Aula

Amplificador Inversor

Princpio de funcionamento

Resposta em Frequncia

Polarizao e offset

Amplificador No Inversor

Princpio de funcionamento

Resposta em Frequncia

Polarizao e offset

Aplicaes tpicas


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o tipo mais bsico de cicuito com amp-op.

Usa a realimentao negativa paraestabilizar o ganho de tenso total.

R1

Rf

20.000 < A VOL < 200.000

A VCL = -Rf/R1


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R1

Rf

A realimentao negativa gera um terra virtualque causa a inverso do sinal de entrada;

O terra virtual curto-circuito para tenso masum circuito aberto para corrente;



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R1

Rf

vin vout

iin

iin

1in inV i R

out in f V i R 1 1

in f f outVCL

in in

i R RVA

V i R R

Anlise do Amplificador Inversor


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Largura de Banda do Amp-Op

A largura da banda (bandwidth) do amp-op em malha aberta gira emtorno de 10 Hz.

No entanto, quando utiliza-se a realimentao negativa, a largura debanda aumenta com relao inversamente proporcional ao ganho detenso em malha fechada (AVCL).


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AVOL

10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz 1 MHz

100 dB

80 dB

60 dB

20 dB

0 dB

f2(CL)funityAV(CL)

40 dB


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100 dB

80 dB

60 dB

20 dB

0 dB

f2(CL)funityAV(CL)

40 dB

AVOL

AVCL=

10.000


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100 dB

80 dB

60 dB

20 dB

0 dB

f2(CL)funity

AV(CL)

40 dB

AVOL

AVCL= 1.000

AVCL = 10.000


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100 dB

80 dB

60 dB

20 dB

0 dB

f2(CL)funityAV(CL)

40 dB

AVOL

AVCL= 100

AVCL =

10.000

AVCL = 1.000


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10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz100 kHz1 MHz

100 dB

80 dB

60 dB

20 dB

0 dB

f2(CL)funityAV(CL)

40 dB

AVOL

AVCL= 10

AVCL =

10.000

AVCL =

1.000

AVCL = 100


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Exemplo 18-7Dado o circuito abaixo calcule:a) O ganho em malha fechada (AVCL) e a largura de banda (f2)

b) Plote o diagrama de Bode desse circuito. Considere o ampcomo sendo o LM741 (GBW = 1 MHz)

c) Qual o ganho desse circuito se aplicado um sinal comfrequncia de 1 kHz e 200 kHz?


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Polarizao e Offset

A realimentao negativa reduz o erro desada provocado por:

corrente de polarizao de entrada (Iin(bias)) Verro1

corrente de offset de entrada (Iin(off)) Verro2

tenso de offset de entrada (Vin(off)) Verro3

Em malha aberta:

Em malha fechada: 1 2 3erro VOL erro erro erroV A V V V

1 2 3erro VCL erro erro erroV A V V V


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Polarizao e Offset

Quando o ganho AVCL reduzido, o erro de tenso pequeno suficientemente para ser ignorado.

Caso ainda persista offset na tenso de sada possvelutilizar um resistor (R

B2) conectado na porta no inversora

(+)de modo a anular ooffset.2 1||B fR R R


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AmplificadorNo Inversor


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Amplificador No Inversor

Outra configurao que utiliza realimentaonegativa para estabilizar a tenso de sada;

A vantagem dessa configurao a no inverso da

tenso de sada.


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1 1inV i R

1 1out f V i R R

1 11 1 1

1f fout

VCL

in

i R R RVA

V i R R

Anlise do Amplificador No Inversor

d d d l d b l d


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Anlise do Amplificador No Inversor

A resposta em frequncia do amplificador noinversor e do amplificador inversor so idnticos;

U i id d F d l d Ub l di


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Exemplo 18-10Dado o circuito abaixo calcule:

a) O ganho em malha fechada (AVCL) e a largura de banda (f2)

b) Plote o diagrama de Bode desse circuito. Considere o amp como sendoo LM741 (GBW = 1 MHz)

c) Qual o ganho desse circuito se aplicado um sinal com frequncia de250 kHz?



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Aplicaes deAmp - Ops



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Amplificador Somador

Possui duas ou mais entradas;

Cada entrada pode amplificada de forma independente

Se os ganhos forem unitrios a sada a soma fiel das

entradas.



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Universidade Federal de UberlndiaFaculdade de Engenharia EltricaDisciplina Eletrnica Analgica IIAmplificador Somador - Aplicao

Universidade Federal de Uberlndia


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Amplificador Somador

largamente utilizado na estratgia de controle analgicoaplicado em conversores de potncia.



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Seguidor de Tenso (Buffer)

O seguidor de tenso equivalente ao seguidorde emissor(implementado comtransistor).

Toda tenso de sada realimentada na entrada,tornado o ganho docircuito unitrio (AVCL =1). Consequentemente,

f2= funity ; til para conexo de uma

fonte de alta impednciacom uma carga de baixaimpedncia.

zin(CL) zout(CL)



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Referncia desta aula

Malvino, A; Bates, D. J. Eletrnica Volume 2. Editora McGraw-Hill, 70 ed.

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