PONTFÍFICA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS

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PONTFÍFICA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Engenharia Mecânica (Linha de formação em Mecatrônica)
3ª Parte da segunda lista de exercícios
Yousser Moizés Ferreira
Fonte de tensão controlada por tensão:
	Uma fonte dependente (ou controlada) ideal é um elemento ativo onde a tensão ou corrente fornecida é controlada por outra tensão ou corrente.	
	A fonte de tensão controlada por tensão é constituído por um amplificador operacional controlado por um fator de escada K (relação de resistências). Pode ser utilizado através de entrada inversora ou não inversora.
Figura 1 – Fonte de tensão controlada a tensão.
	Para a entrada inversa, aplicar a mesma forma de onda.
Figura 2 – Fonte de tensão controlada a tensão com entrada inversa
Fonte de corrente controlada por corrente
	A tensão de saída é a função da corrente de entrada do ampliador operacional.
	A representação do circuito ideal é dada por:
Figura 3 – Diagrama de uma Fonte de tensão controlada por corrente
	O circuito da montagem com o amplificador é dado por:
Figura 4 – Fonte de tensão controlada por corrente
	Então:
Amplificador de Instrumentação
O principal inconveniente do amplificador diferença é o compromisso necessário entre o ganho de tensão e a resistência de entrada vista por cada uma das fontes de sinal. Uma alternativa a este circuito é o amplificador de instrumentação representado na Figura 5, neste caso constituído por dois amplificadores não inversores (Amplificadores Operacionais-1 e -2) e um amplificador diferença (Amplificador Operacional-3). Neste caso, a resistência de entrada vista por cada uma das duas fontes é infinita (coincidem ambas com a resistência de entrada dos terminais positivos dos Amplificadores Operacionais-1 e -2), ao passo que, como se verá de seguida, o ganho de tensão é dado pelo produto de dois quocientes entre resistências.
Figura 5 - Amplificador de Instrumentação
Retificadores de precisão 
	Para os retificadores de onda completa, sempre que há entrada do terminal o sinal é positivo, a saída terá o mesmo valor. Caso contrário, ou seja, à entrada do terminal o sinal for negativo a sua saída será positiva. Deste modo, obteremos à saída um sinal positivo (Figura 6).
	Existe também o retificador de meia onda que para um sinal positivo à entrada, o amplificador retifica-o de maneira a que a saída será igual a zero, enquanto que para um sinal negativo à entrada a sua saída será invertida, tornando-a num sinal positivo.
Figura 6 - Retificador de onda completa
Figura 7 – Retificador de meia onda
Controle por Histerese
Também chamado circuito disparador de Schmitt (Schmitt Trigger), este é um circuito com realimentação positiva. Ao invés de se fazer a comparação simples entre dois sinais, acrescenta-se um limite a mais ou a menos em torno de um dos sinais. O acréscimo ou decréscimo depende do estado atual da saída.
Esse comportamento é útil quando queremos comparar dois sinais ruidosos. Se não utilizássemos a janela de histerese na comparação, o circuito chavearia o estado da saída rapidamente quando os níveis dos sinais estivessem próximos um do outro.
Temos então duas tensões, Ve1 e Ve2, a serem comparadas. Para simplificar, assumimos que a tensão de saída Vs satura nos valores Vcc (tensão positiva) ou Vdd (tensão negativa).
Figura 8 – Comparador com histerese
Cálculos
Para calcular a tensão limite de mudança de estado Vlim (limite de comparação), existem duas situações:
Vs positivo
Quando a saída está saturada positivamente:
Vlim1=Ve2+(Vcc-Ve2)⋅(R2R1+R2)
Vs negativo
Quando a saída está saturada negativamente:
Vlim2=Ve2-(Ve2-Vdd)⋅(R2R1+R2)
Janela de histerese
Se quisermos saber qual a variação total entre os dois limites de comparação, basta diminuir um do outro:
ΔVlim=(Vcc-Vdd)⋅(R2R1+R2)
Como geralmente Vcc iguala-se a -Vdd, isto simplifica-se ainda mais:
ΔVlim=2⋅Vcc⋅(R2R1+R2)
O valor dessa janela de histerese deve ser maior que a soma do nível de ruído dos dois sinais, de modo a se evitar chaveamento múltiplo no momento do cruzamento entre os sinais.