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Introdução aos AOPs
1. Introdução aos Circuitos com Amplificador Operacional
Professor: Vlademir de Oliveira
Disciplina: Eletrônica II
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Introdução aos AOPs
ConteúdoTeoria
� Introdução: Amplificador diferencial, resposta em frequência e estudo de amplificadores
� Modelos de AOP� Análise de circuitos com AOPs� Características estáticas e dinâmicas� Condicionamento de sinal de sensores� Filtros ativos� Aplicações não lineares com amplificadores operacionais� Conversores de dados� Aquisição de dadosPrática
� Medidas de características estáticas e dinâmicas� Amplificador de instrumentação - calibração� Projeto de filtros ativos� Projeto de sistema embarcado
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Introdução aos AOPs
Método de Avaliação
• A média geral MN será atribuída através do cálculo de uma média ponderada, conforme descrito abaixo:
• NT= nota dos trabalhos.NP = nota das provas.
• Média geral:
MN= NT x 0,2 + NP x 0,8
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Introdução aos AOPs
ReferênciasLivro texto
• PERTENCE JÚNIOR, Antonio. Eletrônica analógica: amplificadores operacionais e filtros ativos: teoria, projetos, aplicações e laboratório. 6. ed. Porto Alegre: Bookman.
Complementar
• FRANCO, Sergio. Design with operational amplifiers and analog integrated circuits.3. ed. Boston: McGraw-Hill.
• SEDRA, Adel S.; SMITH, Kenneth C. Microeletrônica. 4. ed.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Classe de AmplificadoresOs amplificadores são classificados através do ciclo de operação do sinalde saída em relação ao sinal de entrada.
Eficiência
Algumas Classes de amplificadores
Classe A AB B
Ciclo de
operação360° 180° a
360° 180°
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� EficiênciaÉ a porcentagem de potência ac entregue a saída, com relação à potênciafornecida pela fonte.
( )% 100%
( )o
i
P ac
P dcη = ×
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1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe AGarante a operação sem interrupção, porém tem pouca eficiência.
Eficiência
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1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.
O transformador carrega comcorrente, permitindo que aamplitude possa alcançar o dobrode Vcc.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.
A potência que não é transferida,é dissipada pelo transistor.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe AO circuito acoplado com transformador obtém maior eficiência, chegandoao valor máximo teórico de 50%.
Outra vantagem, é que ocasamento de impedânciapromove um aumento de ganho.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe B, o transistor só opera por meio ciclo.
Isso causa o efeito conhecidocomo crossover.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe B, o transistor só opera por meio ciclo.
Isso causa o efeito conhecidocomo crossover.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.
Cada transistor é polarizado peloresitor R
2, mesmo com tensão
zero na entrada.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.
A eficiência nos circuitos B e AB émelhor, pois os transistoresconduzem quase o tempo todopara carga .
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.
Os circuitos B e AB podem servistos como duas configuraçõescoletor-comum. Assim o ganhodo circuito é aproximadamenteunitário.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.
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Introdução aos AOPs
1.1. Amplificadores de Potência
� Amplificadores classe B e ABNo circuito classe AB, os transistores devem operar por mais de meio ciclo.
A eficiência no classe B éportanto
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� DefiniçõesUm amplificador diferencial básico é um circuito eletrônico contendotransistores bipolares ou FETs, sendo muito utilizado no estágio de entradados amplificadores operacionais.
Diagrama de Blocos
Diagrama Esquemático
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� DefiniçõesExistem três modos de operação para o amplificador diferencial:terminação simples, terminação dupla (ou diferencial) e modo comum.
Diagrama de Blocos
Diagrama Esquemático
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Terminação Simples
O circuito mostra um amplificador diferencial com um sinal aplicado à entrada 1, com a entrada 2 aterrada. Entre a entrada (vi1) e a saída de T1 (vo1), existe uma inversão do sinal na tensão de 180º.
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Terminação Simples
O sinal de entrada vi1
aparece no ponto comum entre os dois emissores, em fase, com metade da amplitude (aproximadamente), pois resulta na ação de seguidor de emissor do circuito.
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Terminação SimplesNa análise CA desse circuito considera-se a impedância de R
Emuito alta.
Geralmente, uma fonte de corrente ocupa o lugar de RE.
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Terminação Dupla/Diferencial
O modo diferencial é usado quando os dois sinais de entrada têm amplitudes iguais e polaridades opostas.
Pode-se analisar o que ocorre nas saídas pelo método da superposição, considerando inicialmente sinais aplicados em cada uma das entradas
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Ganho de tensão
Os dois ganhos têm a mesma equação, mas como V
d= V
i1-V
i2,
então o ganho diferencial obterá o dobro de amplitude na saída.
e
c
d
od r
R
V
VA
2==
e
c
i
ov r
R
V
VA
21
==
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Comum
Aplicando o mesmo sinal nos dois terminais de entrada, os sinais resultantes devido a cada entrada isolada teriam polaridades opostas em cada terminal de saída e a resultante seria 0V (caso ideal).
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Introdução aos AOPs
1.2. Amplificador Diferencial
� Modo de Operação: Comum
Aplicando-se a análise CA, o ganho de tensão passa a ser uma atenuação, como abaixo:
E
c
i
oc R
R
V
VA
)1(2 +≅=
ββ