AMPLIFICADORES OPERACIONAIS - PARTE 2

 CIRCUITO SEM REALIMENTAÇÃO

Comparador de Tensão

Em um circuito onde o amplificador operacional opera em malha aberta, ou sem realimentação, o ganho é determinado pelo próprio fabricante e não é possível ser controlado. Na maioria das vezes estes circuitos são utilizados em circuitos comparadores.

Fonte: Autor, 2022.

Observe o cirtuito a seguir:

Fonte: Autor, 2022.

A tensão se saída é dada por: Vo = (Vr - Vi) . Av

O ponto de comutação de um comparador também pode ser chamado de limiar de comutação ponto de referência, ou seja, é o valor de tensão que determina o estado da saída do amplificador operacioanl. Com base no circuito acima, observe que o ponto de comutação é determinado pela tensão na entrada Vr = 6V. Assim, quando a tensão de entrada está abaixo da tensão de referência, a saída permanece desativada e quando a tensão de entrada supera a tensão de refência, a saída muda de estado. 

A tensão de saída do amplificador operacional depende da tensão de alimentação, ou seja, O nível mínimo e máximo serão aproximadamente iguais a tensão de alimentação. Exemplo:

• Se a tensão de alimentação for +5V e 0V.
  Vi > Vr, Vout = 5V.
  Vi < Vr, Vout = 0V.
• Se a tensão de alimentação for +12V e -12V.
  Vi > Vr, Vout = +12V.
  Vi < Vr, Vout = -12V.
  

Continua...

AMPLIFICADORES OPERACIONAIS - PARTE 1

A cada dia que passa, estamos mais envolvidos com a tecnologia que avança cada vez mais. No entatnto, muitos circuitos eletrônicos ainda precisam fazer uso da eletrônica analógica. No âmbito industrial, os circuitos analógicos estão muito presentes.

Muitos técnicos nos perguntam como funcionam alguns circuitos, em especial aqueles que utilizam amplificadores operacionais. Com a intensão de esclarecer algumas dúvidas, será publicada uma série acerca dos amplificadores operacionais, iniciando pela história, características e simbologia, modo de operação, aplicações e circuitos práticos que podem ser auxiliar muito a compreensão do assunto. 

Então vamos lá...

UM POUCO DA HISTÓRIA

Em 1941, Karl Dale Swartzel Jr. (1907 a 1998), inventa e registra a patente do 'amplificador somador', quando trabalhava na Bell Labs. Sua criação foi influenciada pelo desenvolvimento dos computadores analógicos nos anos de 1940, quando se viu a necessidade de criar um dispositivo capaz de realizar operações matemáticas. Os primeiros modelos foram desenvolvidos com base nas válvulas termiônicas, muito utilizadas na época e consideradas como a grande invenção daquele período.

Fonte: Patente US2401779 de Karl D. Swartzel Jr.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Definição

Um amplificador operacional é um amplificador CC multiestágio com entrada diferencial cujas características se aproximam de um amplificador ideal (PERTENCE, 2003).

Características

• Alta impedância de entrada;
• Baixa impedância de saída;
• Ganho muito alto (AV);
• Resposta de frequência infinita;
• Insensibilidade à temperatura.

Simbologia

Fonte: Adaptado de Wendling, 2010.

Aplicações

Entre as aplicações mais comuns dos amplificadores operacionais são: sistemas eletrônicos de controle industrial, em equipamentos médicos e hospitalares, em sistemas de instrumentação e de aquisição de dados, em telecomunicações, sistemas de áudio, circuitos analógicos para realizar operações matemáticas, entre outras.

Suas principais aplicações são realizar operações matemáticas de integração, diferenciação, soma e multiplicação, quando estão operando na região linear (região ativa). Na região de saturação, pode ser utilizado como comparador, gerador de onda quadrada, dente de serra, filtros ativos, osciladores, etc.

Modo de operação

Os amplificadores operacionais podem ser utilizados de três modos: sem realimentação (malha aberta), com realimentação positiva ou negativa (malha fechada) e modo diferencial.

Continua...