Amp Op

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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS EXATAS 
 
CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
 
LABORATÓRIO INTEGRADO I 
 
 
 
 
Título da Experiência: 
Amplificador Operacional 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Profs. Battistini - Gediael 
 
 
 
USJT – FTCE – Laboratório Integrado I 
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OBJETIVOS: 
 
- Analisar as configurações básicas dos Amplificadores Operacionais; 
- Obter as características de transferência de tensão (Vo X Vi) estática e dinâmica do 
“AmpOp”; 
- Analisar um circuito integrador com um “AmpOp”. 
 
 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA: 
 
Amplificador operacional ,usualmente chamado de “AmpOp”, é de suma importância em 
eletrônica em geral. Basicamente um “AmpOp” é um amplificador com elevado ganho de tensão, 
sendo esse ganho (A � Ganho em malha aberta) no valor de 100.000 ou mais. Embora um 
“AmpOp” seja constituído de mais de duas dúzias de transistores, uma dúzia de resistores , ele 
pode ser menor até que um resistor (componente sob a forma de circuito integrado). Em virtude de 
seu reduzido tamanho e de sua relativa simplicidade de operação externa, ele pode ser 
considerado como um elemento de circuito individualizado na análise ou diagramas. A figura 1 
mostra o símbolo de um “AmpOp”. Os três terminais mais importantes são: terminal da entrada 
inversora (identificada por - ), terminal da entrada não inversora (identificada com o sinal + ) e o 
terminal de saída. Fisicamente o componente possui mais terminais. Os terminais de alimentação 
que na maioria das vezes são +15V e -15V e ainda terminais para ajuste de "offset". Em técnicas 
de controle são amplamente utilizados em circuitos simuladores, circuitos compensadores, filtros, 
etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 
Circuitos Básicos com “AmpOp” 
1 - Amplificador Inversor 
i1= if vi = vR1 = R1* i1 (devido ao terra virtual, vi = v1) vf =Rf * if 
portanto: v1/R1 = vf / Rf como vo = -vf 
vo / vi = - Rf / R1 onde Rf / R1 = ganho de malha fechada 
 
 
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 A Figura 2 mostra o circuito do amplificador inversor 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 
 
2 - Amplificador não inversor 
 
Na figura 3 podemos ver o somador não inversor cuja relação de ganho é: 
 
AV = vo / vi = 1+ R1/Rf 
 
 figura 3 
 
 
3 - Seguidor de tensão ou amplificador buffer 
 
 O circuito da configuração “Buffer” é o visualizado na figura 4, sendo que esta configuração 
é não inversora, porém, considerando-se ∞>−1R e oRf >− . 
figura 4 
 
 
A = vo / vi = 1 (ganho unitário) 
 
 
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4 - Amplificador Somador (inversor) 
 
 É a configuração vista na figura 5 sendo semelhante a inversora, porém, considerando 
mais entradas (em nosso exemplo três entradas). 
 
vo = - [ (v1 * Rf / R1) + (v2 * Rf / R2) + (v3 * Rf / R3) ] 
 
 
 figura 5 
 
 
5 - Amplificador de Diferenças 
 A figura 6 mostra este circuito. Aplique o princípio da superposição de efeitos e verifique a 
expressão do ganho: 
 
Se R1 = R2 = R3 = Rf então 
vo = (v1 - v2 ) 
 
 figura 6 
 
 
 
 
 
 
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6 - Integrador 
 A figura 7 nos mostra o circuito de um “Falso Integrador” formado por um Integrador Miller 
e um resistor R2 em paralelo com o capacitor “C”. 
 Supondo que o capacitor será carregado pela corrente “i” (supondo R2 >> R1 ), então a 
tensão no capacitor será: 
 
 
∫=
t
C dtti
C
V
0
)(
1
 � com CIQ 
 
Como 
R
tV
ti i
)(
)( = , então � dt
R
tV
C
V
t
i
C ∫=
0 1
)(1
 
 
Mas, )()( tVtV OC = , assim � dttV
CR
tV
t
iO )(
1
)(
01
∫−= 
 
Com isto, podemos determinar o valor da constante R1C do circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 figura 7 
 
Caso Vi>0 � tensão na saída (Vo) desce (poderá atingir a saturação -); ou então, Vi<0 � tensão 
na saída (Vo) sobe (até a saturação +). 
 
obs: O resistor R2 não deverá ter nenhum tipo de influência no integrador, ele apenas 
descarregará eventual nível residual DC no capacitor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MATERIAL UTILIZADO: 
 
- Fonte DC 
- Gerador de Funções 
- Osciloscópio 
- Protoboard 
- CI AmpOp 741 
- Datasheet do 741 (manual em PDF � veja no site) 
- Capacitores: 100 nF e 10 µF 
- Resistores: 10 kΩ, 100 kΩ, 1MΩ 
- Potenciômetro 10 kΩ 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
 
1 - Calcular um circuito amplificador inversor, de modo a ter um ganho -10 (considerar R1 = 10 KΩ). 
Montar o sistema de referência seguinte (figura 1) e levantar a curva estática. Preencha os valores 
da tensão medida de saída VO na tabela 1. 
 
 
Vi(V) VO (V) 
-3 
-2 
-1 
-0,5 
0 
+0,5 
+1 
+2 
+3 
 
 Tabela 1 Figura 1 
 
2 – Traçar a curva de transferência do circuito Vo(V) X Vi (V). 
 
3 – A seguir retirar o sistema de referência e substitua-o por um gerador de funções. Ajuste o 
gerador para um sinal senoidal de f = 1 kHz e Vpico = 0.5V (Caso seja necessário ajuste o offset do 
gerador em “0V”). Verifique a forma de onda da saída e desenhe os sinais VO (t) e Vi (t). Comparar 
as amplitudes e verifique se o ganho é o esperado. 
 
 
 
 
 
 
 
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 Formas de onda entrada/saída Vpico = 0.5V Formas de onda entrada/saída Vpico = 2V 
 
 
3 - Repetir para Vpico = 2 V (mesma freqüência). 
 
4 - Dimensionar um gerador de onda triangular de freqüência 500Hz e 1Vpp a partir de um 
integrador com Amp_Op, sabendo que o mesmo será alimentado com uma onda quadrada de 
500Hz e 2Vpp. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 – Montar o circuito (Figura 2) e excitá-lo com um gerador de funções (Vi(t)), onda quadrada, no 
valor estabelecido no item 4. Verifique a influência do nível DC alterando a posição do 
potenciômetro P1. Ajuste P1 para obter a forma de onda de saída desejada. Anote as formas de 
onda no gráfico seguinte. 
 
 
 
 
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 Figura 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Formas de onda entrada/saída para f=500Hz Formas de onda entrada/saída f = 1kHz 
 
5 – Altere a freqüência do gerador para f=1Khz e repita as medidas. 
 
6 - Faça as conclusões e comentários. 
 
7 – Desafio: No bloco seguinte, aplicando os conhecimentos deste experimento, desenhe o 
circuito para que seja executada a operação 
dt
tdV
kV iO
)(
*= , definindo também o fator K no 
circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Características do LM 741 
 
 
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