Circuitos e Amplificadores

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ELETRÔNICA ANALÓGICA
1) Suponha que será necessário quantificar a diferença entre dois sinais de tensão diferentes. Para tanto, há uma série de possibilidades, sendo que uma delas é implementar um circuito amplificador a partir de um amplificador operacional de uso geral, que calculará a diferença, matematicamente, por meio do arranjo de componentes estabelecido. Esse tipo de circuito é muito utilizado em aplicações de áreas como a instrumentação.
Observe a figura a seguir para entender melhor.
Fonte: PERTENCE JR., 2007, p. 62.
PERTENCE JR., A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 6. ed. São Paulo: Bookman, 2007.
Nesse sentido, com base no assunto e no circuito apresentado anteriormente, analise as afirmativas a seguir.
I. Ao aplicar a Lei de Kirchhoff das correntes no ponto , obtém-se .
II. A tensão de saída, nesse caso, é dada por .
III. Nessa configuração, é possível calcular a diferença  menos .
IV. Caso se deseje maior estabilidade, é necessário utilizar um capacitor.
Está correto o que se afirma em:
Resposta correta
I e II
2) Observe a figura a seguir.
Fonte: PERTENCE JR., 2007, p. 19.
PERTENCE JR., A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 6. ed. São Paulo: Bookman, 2007.
Com base na figura anterior, é possível observar o porquê de haver um curto-circuito, idealmente, a ser considerado na análise de um circuito elétrico ou eletrônico com amplificadores operacionais. Similarmente, como não há circulação de corrente na entrada do dispositivo, considera-se idealmente que há um aterramento. Os dois conceitos são o terra virtual e o curto-circuito virtual, utilizados para se entender e projetar amplificadores.
Assim, acerca do funcionamento do amplificador, do amplificador operacional real e de aspectos de análise, analise as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.
I. (   ) As correntes  e  são nulas.
II. (   ) A tensão  é nula.
III. (   ) A resistência  é nula.
IV. (   ) A corrente  é nula.
Agora, assinale a alternativa com a sequência correta.
Resposta correta
V, V, F, F.
3) Observe a figura a seguir, que traz um circuito amplificador somador, o qual é desenvolvido com três entradas distintas ( ,  e ) e impedâncias de entrada para cada fonte acoplada. Além disso, é possível analisar a resistência de realimentação . O terminal inversor está conectado a um outro resistor, de resistência R, que é utilizado para aumentar a estabilidade do circuito.
Fonte: PERTENCE JR., 2007, p. 61.
PERTENCE JR., A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 6. ed. São Paulo: Bookman, 2007.
A respeito do circuito retratado, podemos afirmar que:
Resposta correta
a tensão de saída é a média aritmética dos sinais de entrada, caso todos os resistores de entrada sejam iguais e, na realimentação, haja somente um curto.
4) Certos tipos de circuitos eletrônicos, utilizando amplificadores operacionais, permite o desenvolvimento de uma fonte de tensão controlada por ela, por exemplo. Esse tipo de circuito é apresentado a seguir, denominado como filtro Sallen-Key, devido aos seus criadores. Ele possui ganho de tensão , ou seja, o ganho depende diretamente dos resistores associados ao terminal inversor.
Fonte: MALVINO; BATES, 2016, p. 822.
MALVINO, A. P.; BATES, D. J.  Eletrônica. Porto Alegre: AMGH, 2016. v. 2.
Com base nisso, analise o circuito apresentado anteriormente e assinale a alternativa correta quanto ao seu funcionamento.
Resposta correta
O ganho de tensão é capaz de produzir maior realimentação.
5) O circuito apresentado a seguir traz um exemplo real de como é possível — embora existam outras possibilidades — calcular a derivada de dado sinal a partir de um circuito amplificador, desenvolvido com um amplificador operacional de uso geral, como o LM 741 ou o LM 351. Note que, nesse caso, inserimos outro elemento para além das cargas resistivas: o capacitor, que possui a capacitância genérica C.
Fonte: PERTENCE JR., 2007, p. 78.
PERTENCE JR., A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 6. ed. São Paulo: Bookman, 2007.
Nesse contexto, com base nas informações expostas e na figura, analise as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.
I. (   ) Analisando o ponto , tem-se a relação matemática .
II. (   ) A tensão de saída pode ser calculada como diretamente dependente da realimentação.
III. (   ) O circuito é uma das formas de fornecer mais estabilidade para a saída necessária.
IV. (   ) Uma configuração mais estável, nesse caso, poderia utilizar um resistor adicional em paralelo com o capacitor.
Agora, assinale a alternativa com a sequência correta.
Resposta correta
V, V, F, F.
6) No projeto de um filtro ativo qualquer — independentemente de ser passa-baixa, passa-alta, passa-faixa ou rejeita-faixa —, deve-se considerar a atenuação que é necessária na transição e tolerância acerca de ondulações tanto na banda de passagem quanto na banda de corte (ou em nenhuma das duas), por exemplo. Dessa forma, existem possíveis metodologias que permitem as aproximações matemáticas precisas para entrega do filtro o mais próximo das características desejáveis.
Nesse sentido, considerando nossos estudos a respeito dos filtros ativos, analise as afirmativas a seguir e a relação proposta entre elas.
I. A aproximação Butterworth permite a obtenção de uma banda de passagem o mais contínua possível
PORQUE
II. nesse caso, as ondulações estarão presentes na banda de corte do filtro desejado.
Agora, assinale a alternativa correta.
Resposta correta
A afirmativa I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
7) Um seguidor de tensão, também conhecido como buffer, é um tipo especial de circuito amplificador que pode ser desenvolvido com amplificadores operacionais em geral. Esse tipo de circuito serve para realizar o isolamento entre diferentes estágios de um circuito eletrônico que possua circuito de potência em seu desenvolvimento, por exemplo. Os seguidores de tensão ainda podem ser aplicados no casamento de impedâncias.
Dessa forma, com base em nossos estudos sobre o seguidor de tensão, analise as afirmativas a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O seguidor de tensão com amplificador operacional pode ser desenvolvido simplesmente pela ligação do terminal inversor com a saída
PORQUE
II. é esse tipo de realimentação que permite, na prática, a obtenção de um ganho de tensão unitário ao final, na saída do circuito.
Agora, assinale a alternativa correta.
Resposta correta
A afirmativa I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
8) Os amplificadores operacionais, também conhecidos como amp-ops, foram desenvolvidos ainda na década de 1940, a partir do uso de válvulas. Os dispositivos mais otimizados, porém, só foram possível a partir do uso de transistores, criados mais adiante. De acordo com Pertence Jr. (2007), o primeiro amp-op monolítico, em circuito integrado, por exemplo, foi lançado no ano de 1963 pela Fairchild, nos Estados Unidos.
PERTENCE JR., A. Amplificadores operacionais e filtros ativos. 6. ed. São Paulo: Bookman, 2007.
Assim, com base em nossos estudos a respeito dos amplificadores operacionais, analise as afirmativas a seguir.
I. O primeiro amp-op, embora já em CI, possui uma série de desvantagens, como baixa amplificação.
II. Um dos motivos que desmotivaram o uso do primeiro amp-op monolítico foi a necessidade de alimentações diferentes.
III. O µA741 foi bastante popular durante muito tempo, sendo um dos primeiros amplificadores operacionais.
IV. A maioria dos amplificadores operacionais é desenvolvida a partir de transistores de efeito de campo, os FETs.
Está correto o que se afirma em:
Resposta correta
I e II.
9) De acordo com Malvino e Bates (2016, p. 762), “Amplificadores monolíticos de instrumentação, como o AD620, encontram muitas aplicações no campo da instrumentação médica. Um exemplo dessas aplicações são circuitos utilizados para a construção do eletrocardiógrafo (ECG)”. Além disso, sabe-se que, quando nos referimos a amplificadores de instrumentação, é possível mencionar a respeito doscircuitos amplificadores especiais, que também fornecerão as mesmas características desses dispositivos.
MALVINO, A. P.; BATES, D. J.  Eletrônica. Porto Alegre: AMGH, 2016. v. 2.
Considerando os amplificadores de instrumentação e nossos estudos sobre o assunto, analise as afirmativas a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Esse tipo de amplificador ou circuito amplificador possui as características de um amplificador diferencial otimizado
PORQUE
II. nesse caso, é possível obtermos vantagens, como alta impedância de entrada, baixo drift e alta razão de rejeição em modo comum.
Agora, assinale a alternativa correta.
Resposta correta
As afirmativas I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
10) Os filtros ativos são circuitos desenvolvidos a partir do uso de amplificadores operacionais, geralmente os mais comercializados, como é o caso do próprio µA 741 e do LM 351. Estes permitem, através do uso de certos tipos de aproximações matemáticas, o desenvolvimento de um circuito eletrônico capaz de fazer a filtragem de faixas de frequência, a partir de 0 Hz ou não, rejeitando dentro do especificado.
Assim, com base no assunto e considerando mais especificamente as diferenças entre os filtros ativos e passivos, analise as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.
I. (   ) Os filtros ativos são utilizados, geralmente, até 1 MHz.
II. (   ) O ganho de potência de um filtro passivo normalmente é maior.
III. (   ) Os filtros passivos utilizam somente elementos passivos, ou seja, resistores.
IV. (   ) Os filtros ativos são mais fáceis de conseguir sintonização.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
Resposta correta
V, F, F, V.
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