NP1 - Instrumentação

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Campus Ribeirão Preto 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Instrumentação 
Prof.: Gustavo José Giardini Lahr 
Prova: NP1 
 
NOTA 
 
Nome do aluno: 
 
RA: Turma: 
 
Assinatura do aluno: 
 
Data da Prova: 
 
 
INSTRUÇÕES 
 
• Leia com atenção as questões antes de respondê-las. A interpretação da questão faz parte da 
avaliação. 
 
• Não é permitido o uso de material adicional, bem como o empréstimo de material do colega (a folha de 
consulta é individual). 
 
• Todo o material restante deve ser colocado sobre o tablado na frente da sala. Qualquer material solto 
sob as carteiras será considerado irregular e a prova retirada. 
 
• Não é permitido a utilização de calculadora programável. 
 
• As respostas dos exercícios devem ser com tinta azul ou preta (prova com resposta a lápis será 
corrigida normalmente, mas não dará direito à arguição quanto à correção). 
 
• As QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA DEVERÃO SER RESPONDIDAS NO GABARITO 
(questões em branco no gabarito ou com mais de uma resposta serão desconsideradas na 
correção). As questões discursivas deverão ser respondidas no espaço destinado para resolução. 
 
• Desligue o celular e observe o tempo disponível para resolução. 
 
• A folha de consulta deve ser entregue junto com a prova. 
 
• Tempo de prova: 100 minutos (tempo mínimo de permanência na sala de 50 minutos). 
 
• NOTA DA PROVA: _________/7,0; NOTA DE LABORATÓRIO: _________/2,0; NOTA DO 
TRABALHO: _________/1,0 
 
GABARITO 
 A B C D E 
1 
2 
 
 
 
1 
 
1. (1,0 ponto). Analise circuito com amplificador operacional e assuma que 
será colocado em 𝑉𝑖𝑛 uma função no tempo dada pelo gráfico abaixo: 
 
 
Qual será a saída do sistema 𝑉𝑜𝑢𝑡? 
a) 
 
b) 
 
c) 
 
d) 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
e) 
 
 
2. (1,0 ponto). Com um amplificador operacional ideal, polarizado 
adequadamente, tem-se o circuito eletrônico abaixo, em que as entradas 
são representadas pelas fontes de tensão contínuas 𝑉1 e 𝑉2, a saída é 
dada pela tensão 𝑉𝑜 e os símbolos 𝑉 + e 𝑉 − indicam as entradas não 
inversoras e inversoras, respectivamente. Na situação descrita, é correto 
dizer que: 
 
a. o circuito tem a função de amplificar a soma entre suas entradas; 
b. à medida que a temperatura ambiente aumentar, a tensão de saída 𝑉𝑜 
decresce; 
c. o amplificador operacional estará em saturação, se as tensões 𝑉1 e 𝑉2 
forem iguais; 
d. a tensão na saída 𝑉𝑜 será menor do que zero e vice-versa, se a diferença 
𝑉1 − 𝑉2 for maior que zero; 
e. a tensão de saída 𝑉𝑜 será de -15V, se o ganho A do amplificador 
operacional for igual a 100000. 
 
 
 
3 
 
3. (2,0 pontos). Um estudante de engenharia estava analisando um sinal de 
uma fonte de tensão para entrada em um sistema de seu interesse. Medindo 
com o multímetro ele obteve uma boa medida, mas seu sistema estava tendo 
um comportamento bastante estranho quando o alimentava com essa fonte. 
Ao conectar um osciloscópio, ele observou o sinal da Figura 1. A Figura 2 
apresenta o mesmo sinal, porém em detalhe. 
 
Figura 1. Sinal completo 
 
Figura 2. Sinal detalhado 
 
 
 
 
4 
 
Como seu interesse está no sinal de baixa frequência, auxilie esse estudante 
ao: 
a) (0,5 ponto). Estimar a frequência dos sinais de baixa e alta frequência. 
Proponha uma frequência de corte que seja coerente para o problema 
proposto. 
 
b) (1,5 ponto). Projetar um filtro ativo passa baixa. Desenhe o esquemático 
do filtro e selecione os componentes sabendo que este estudante só 
possui os capacitores 1,0 𝜇F e 3,3 𝜇F, além dos resistores 330 Ω, 1 k Ω 
e 10 k Ω. Sugestão: não esqueça de arrumar o sinal na saída do filtro. 
 
4. (1,5 pontos). Deseja-se utilizar um amplificador somador para fazer a conversão 
analógico-digital (A/D). O circuito deve aceitar uma entrada de 3 bits com palavra 
binária A2 A1 A0, em que A0, A1 e A2 podem assumir os valores 0 ou 1, fornecendo 
uma tensão de saída analógica 𝑉0 proporcional ao valor de entrada. Cada um dos 
bits da palavra de entrada controla as chaves correspondentemente numeradas. 
Por exemplo, se A2 é 0, então a chave S2 conecta o resistor de 10 k ao terra; caso 
contrário, a chave S2 conecta o resistor de 10 k ao terminal +5 V da fonte de 
alimentação. 
 
 
 
Responda: 
a. (1,0 ponto). Qual a equação que define 𝑉0 para o sistema apresentado em 
função 𝑅𝑓? Justifique sua resposta. 
b. (0,5 ponto). Qual o valor de 𝑅𝑓 para que 𝑉0 varie de 0 a -7 V? 
 
 
 
5 
 
5. (1,5 pontos). Analise o sistema abaixo: 
 
 
Qual é a relação de saída (output) com a entrada (input)? Justifique sua resposta 
deduzindo a função transferência e encontrando os ganhos do sistema.