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Amplificadores Operacionais Completa

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AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 2 
 
CONCEITOS DOS AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 
CONCEITOS: 
Os amplificadores operacionais são componentes eletrônicos que tem como 
característica amplificação de pequenos sinais, sendo que suas característica ideais é 
resistência de entrada infinita (∞Ω), resistência de saída nula (0Ω), ganho de tensão 
infinito, resposta em frequência infinita (CC a infinitos Hertz) e insensibilidade à 
temperatura (DRIFT nulo). 
Seu campo de aplicação é muito grande indo de sistemas eletrônicos de controle 
industrial, instrumentação industrial, nuclear, instrumentação médica e até 
computadores. Basicamente o amplificador operacional tem a simbologia abaixo, onde 
mostra uma entrada inversora (-) , uma entrada não inversora (+) e uma saída. 
 
PINAGEM E DESCRIÇÃO: 
 Na realidade, os amplificadores operacionais são constituídos fisicamente de 8 
pinos, abaixo mostramos seu diagrama elétrico e o exemplo do LM741. 
 
CÓDIGO DE FABRICANTES E FOLHAS DE DADOS 
 Existem inúmeros fabricantes de circuitos integrados no mundo. Cada fabricante 
possui uma codificação para seus produtos. Um 
mesmo integrado pode ser produzido por vários 
fabricantes diferentes. Assim sendo, é importante 
que o projetista conheça os diferentes códigos para 
discernir o fabricante, buscar o manual 
(“databook”) do mesmo, pesquisar as 
características do dispositivo, estabelecer 
equivalências, etc. Ao lado mostramos a 
codificação de alguns fabricantes. Podemos ter ainda os AOP’s com encapsulamento 
metálico. 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 3 
 
 
 
CONCEITO DE TENSÃO DE OFFSET DE SAÍDA 
 O fato dos transistores do estágio diferencial de 
entrada do amplificador operacional não serem idênticos, 
provoca um desbalanceamento interno do qual 
resulta uma tensão na saída denominada tensão 
de OFFSET de saída, mesmo quando as 
entradas são aterradas. Assim, os pinos 1 e 5 do 
AOP 741 são conectados a um potenciômetro e 
ao pino 4. Isto possibilita o cancelamento do sinal 
de erro presente na saída através de um ajuste adequado do 
potenciômetro. 
 A importância do ajuste de offset está nas aplicações onde se trabalham com 
pequenos sinais (da ordem de mV), por exemplo em instrumentação petroquímica, 
nuclear, médica. 
GANHO DE UM AMPLIFICADOR 
Na figura abaixo mostramos o símbolo de um amplificador genérico, observe que 
definiremos os seguintes parâmetros: 
Ei = sinal de entrada 
Eo = sinal de saída 
Av = ganho 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 4 
 
Assim podemos escrever que: ܣܸ ൌ ܧ݋ܧ݅ 
Em decibéis, temos: ܣݒሺ݁݉ �ܾ݀݁ܿ݅ ±݅ݏሻ ൌ ʹͲǤ Ž‘‰ܧͲܧ݅ 
A importância da utilização do ganho em decibéis (dB) justifica-se quando são 
utilizados grandes valores para Av, por exemplo: 
Av = 1 ® Av(dB) = 0 
Av = 10 ® Av(dB) = 20 
Av = 10
2 ® Av(dB) = 40 
Av = 10
3 ® Av(dB) = 60 
 
De modo geral : 
Av = 10
n ® Av(dB) = 20n 
A utilização de decibéis facilita a representação gráfica de muitas grandezas que tem 
uma ampla faixa de variação. 
CARACTERÍSTICAS DE UM AMPLIFICADOR 
Resistência de entrada e resistência de saída 
Com relação a resistência de entrada de um amplificador operacional devemos lembrar 
que para não termos uma atenuação do sinal na entrada precisamos que sua resistência 
de entrada seja muito alta ou seja, a tensão total da fonte de sinal de entrada será 
aplicado a resistência interna do aop. Na figura abaixo mostramos isto, quanto maior for 
R1 perante a RS, podemos dizer que a tensão será muito maior em R1 do que RS. 
Por outro lado, para se obter todo sinal de saída sobre a carga, é necessário que a 
resistência de saída do amplificador RT seja muito baixa. 
Ganho de tensão 
Para que a amplificação seja viável, inclusive para sinais de baixa amplitude como, por 
exemplo, sinais provenientes de transdutores ou sensores, é necessário que o 
amplificador possua um alto ganho de tensão. Idealmente este ganho seria infinito. 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 5 
 
Resposta de freqüência (BW) 
É necessário que um amplificador tenha uma largura de faixa muito ampla de modo que 
um sinal de qualquer freqüência possa ser amplificado sem sofrer corte ou atenuação. 
Idealmente BW deveria se estender desde zero a infinitos hertz. 
Sensibilidade à temperatura (DRIFT) 
As variações térmicas podem provocar alterações acentuadas nas características 
elétricas de um amplificador operacional. A esse fenômeno chamamos de DRIFT. Seria 
ideal que um aop não apresentasse sensibilidade às variações de temperatura. 
ALIMENTAÇÃO DO AOP 
Normalmente os AOP’s são projetados para serem alimentados simetricamente. Em 
alguns casos, podemos utilizar o AOP com fonte assimétrica. Existem, inclusive, alguns 
fabricados para trabalharem com fonte assimétrica (LM 3900 – NATIONAL). Quando 
não dispomos de fontes simétricas, podemos improvisá-las utilizando fontes simples, 
conforme mostra a figura abaixo. Em qualquer caso, o ponto comum das fontes será o 
terra (ou massa) do circuito como um todo, ou seja, todas as tensões presentes nos 
terminais do AOP terão como referência este ponto comum das fontes. 
 
 
 
Fonte simétrica: (a) com duas fontes (b) com diodo zener (c) com divisor resistivo 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 6 
 
Exercícios de fixação: 
1) Definir AOP? 
2) Quais os tipos básicos de encapsulamento do AOP? 
3) Explique com suas palavras o conceito de OFFSET? 
4) Explique porque a resistência de entrada do aop deve ser muito alta ,e a 
resistência de saída deve ser muito baixa? 
5) Como solucionar o problemaOFFSET? 
REALIMENTAÇÃO NEGATIVA 
Sem realimentação 
Podemos colocar o AOP para trabalhar em diversos modos de operação para nós, 
inicialmente iremos mostrá-lo sem realimentação, ou seja, trabalhando em modo de 
malha aberta. Deste modo ele trabalha com o ganho do próprio fabricante, ou seja, não 
se tem controle sobre o mesmo. Este tipo de operação é muito útil quando se utiliza 
circuito comparador. Futuramente iremos estudar os comparadores. 
 
Com realimentação positiva 
Este tipo de operação é denominada operação em malha fechada. Apresenta como 
inconveniente o fato de conduzir o circuito à instabilidade. Uma aplicação prática da 
realimentação positiva está nos circuitos osciladores. 
 
Nota-se que a saída é realimentada à entrada não inversora, através de um resistor de 
realimentação. Neste modo de operação, o AOP não trabalha como amplificador, pois 
sua resposta é não–linear. 
Com realimentação negativa 
Este modo de operação é o mais importante em circuitos com AOP. Veja que a saída é 
realimentada à entrada inversora do AOP através do resistor de realimentação. São 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 7 
 
diversas aplicações com a realimentação negativa sendo que iremos ver o amplificador 
não inversor, amplificador inversor, somador, diferenciador, integrador. 
 
CIRCUITOS LINEARES BÁSICOS COM AOP’S 
Amplificador inversor 
O primeiro circuito linear que iremos analisar será o amplificador inversor. Esta 
denominação se deve ao fato de que o sinal de saída estará 180º defasado em relação ao 
sinal de entrada. A figura abaixo mostra a configuração padrão do circuito inversor. 
A equação para dimensionamento será: ݁Ͳ ൌ െ ݂ܴܴ݅ Ǥ ݁݅ 
O circuito que executa tal equaçãoé mostrado abaixo: 
 
 
Observe que a relação entre Rf/Ri determina o ganho do circuito e0, sinal negativo indica 
uma inversão do sinal de entrada. Deste modo podemos controlar o ganho do circuito 
inversor. 
Abaixo mostramos um exemplo para fixação, onde temos um circuito amplificador 
onde a Rf = 10kΩ e Ri = 1kΩ, observe que matematicamente o ganho será de 10 vezes, 
logo iremos entrar com um sinal senoidal com amplitude de 1Vp (Forma de onda 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 8 
 
vermelha) e iremos retirar na saída um sinal de amplitude de 10Vp (Forma de onda 
azul). Observe também que houve a defasagem de 180º na forma de onda de saída. 
 
 
Circuito amplificador inversor com osciloscópio e gerador de função ajustável em 
onda senoidal para 1Vp, ligado na entrada o circuito amplificador. 
 
 
Forma de onda do circuito amplificador apresentado acima com as formas de onda 
obtidas na entrada e na saída do circuito. 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 9 
 
Exercícios: 
01) Projetar um amplificador inversor para fornecer um sinal senoidal com 
amplitude de 1,8V quando aplicado na entrada um sinal com amplitude de 
18mV. (desenhar o circuito). 
02) Qual deve ser a amplitude máxima de entrada de um circuito onde Rf = 12kΩ e 
Ri = 560Ω, sendo a alimentação do circuito integrado 6Volts simétrico. 
03) Em um circuito onde Rf = 10kΩ e Ri = 3k3Ω, qual o ganho deste circuito. 
Aula prática 
Iremos agora realizar uma aula prática de amplificador inversor, onde devemos 
inicialmente estudar a folha de dados do amplificador utilizado por nós que será o LM 
741. Este amplificador operacional é constituído de 8 terminais os quais mostramos 
abaixo. 
 
Observe que temos que ter uma alimentação simétrica, para isto você deverá ter uma 
fonte simétrica ou providenciar uma para sua aplicação, a alimentação sugerida será ± 
12Votls. Abaixo mostramos o circuito sugerido anteriormente, observe que o circuito 
proposto não tem os demais pinos necessários para a montagem prática, mas você 
devera liga todos os terminais necessários para o bom funcionamento. 
 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 10 
 
Para verificarmos o funcionamento, devemos colocar na entrada do circuito integrado 
um sinal proveniente de um gerador de função, sendo um sinal senoidal, com amplitude 
de 10mVp. 
Através de um osciloscópio você deve ver a forma de onda na saída e a forma de onda 
na entrada, observando a defasagem do sinal de 180º. 
Descreva com todos os detalhes o que você observou de interessante no circuito 
proposto. 
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Amplificador não inversor 
O amplificador não inversor não apresenta defasagem do sinal de saída, mas apresenta 
uma alta impedância de entrada, posto que a mesma é igual ao produto da resistência de 
entrada do AOP por um fator muito grande. 
O circuito típico do amplificador não inversor é mostrado abaixo: 
 
Seguindo o mesmo esquema apresentado no circuito amplificador inversor, temos como 
equacionamento: ݁݋ ൌ ݁݅ Ǥ ൬ܴʹܴͳ ൅ ͳ൰ 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 11 
 
O termo (R2/R1 + 1) é o ganho do amplificador não inversor. Em termos prático 
utilizamos o amplificador não inversor quando não necessitamos de uma inversão do 
sinal. 
Exercícios: 
01) Projetar um amplificador não inversor para fornecer uma tensão de saída de 1Vp 
senoidal, sendo a entrada um tensão de 100mVp com freqüência de 1kHZ. 
02) Qual o nível do sinal de saída do circuito mostrado abaixo, sendo que aplicamos 
na entrada um sinal de 450mVp senoidal. 
 
03) Para o exercício acima, desenhe a forma de onda do circuito. 
Aula prática: 
Para melhor entendermos o principio de funcionamento do circuito amplificador não 
inversor iremos montar o circuito abaixo, e verificar através do osciloscópio a forma de 
onda obtida no osciloscópio. 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 12 
 
 
Após montado o circuito, iremos aplicar na entrada não inversora uma sinal com 
amplitude de 100mVp senoidal e com freqüência de 1kHZ. 
Descreva abaixo seus procedimentos e os resultados obtidos: 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 13 
 
Amplificador somador 
O circuito amplificador somador com duas ou mais entradas, nada mais é do que um 
circuito amplificador inversor onde em sua entrada está colocado mais de um sinal. 
Então deste modo a equação é a mesma utilizada pelo circuito amplificador inversor. 
Abaixo mostramos o detalhe do circuito, e o equacionamento do circuito: 
 ݁Ͳ ൌ െ ݂ܴ Ǥ ൬݁ͳܴͳ ൅ ݁ʹܴʹ ൅ ݁͵ܴ͵ ൅ڮ൅ ܴ݁݊݊ ൰ 
Para fins de equacionamento, iremos dizer que Rf = R1=R2=...=Rn=R, logo posso 
escrever que: ݁Ͳ ൌ െሺ݁ͳ ൅ ݁ʹ ൅ ݁͵ ൅ڮ൅ ݁݊ሻ 
Para melhor entendermos observe o exemplo apresentado abaixo: 
 
Vamos equacionar o circuito acima: 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 14 
 
݁Ͳ ൌ െܴǤ൭ ݁ͳܴ ͷൗ ൅ ݁ʹʹܴ ൅ ݁͵ܴ Ͷൗ ൱ ൌ െቀͷǤ ݁ͳ ൅ ݁ʹʹ ൅ ͶǤ ݁͵ቁ 
Observe que agora temos uma equação que mostra que a saída é a soma das entradas, 
sendo que o sinal é invertidono final, podemos dizer que na prática temos 3 sinais 
distintos, os quais deverá proporcionar uma saída que é resultante da matemática 
desenvolvida pelos três sinais. Podendo este sinal ser positivo ou negativo, dependendo 
das entradas 
Exercícios 
01) Desenhar o circuito que execute a equação abaixo: 
a. ݁Ͳ ൌ ͵Ǥ ݁ͳ ൅ ݁ʹ͵ ൅ ͷǤ ݁͵ 
b. ݁Ͳ ൌ ݁ͳ ൅ ݁Ͷʹ 
02) Escrever a equação do circuito abaixo: 
a. 
b. 
 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 15 
 
Aula prática: 
 Para melhor entendermos os circuitos somadores iremos realizar a montagem de 
um circuito somador de duas entradas, comparando o valor teórico com o valor prático. 
 
O circuito proposto é um amplificador somador no qual em sua entrada iremos colocar 
dois potenciômetros ou trimpot, para variarmos a tensão na entrada e verificarmos a 
tensão na saída. Verifique seu funcionamento prático sempre observando a tensão nas 
entradas com um multímetro e anotado os valores e obtendo o valor na saída. 
TEORICO PRATICO 
V1(Volts) V2(Volts) VO(Volts) V1(Volts) V2(Volts) VO(Volts) 
0 0 0 0 
1 1 1 1 
3 2 3 2 
4 3 4 3 
6 4 6 4 
 
Descreva abaixo suas conclusões: 
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______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
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AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 16 
 
Amplificador Integrador 
O amplificador integrador é muito utilizado na prática, pois com ele podemos obter 
outras formas de onda a partir de uma forma de onda primitiva. 
Abaixo mostramos a forma de onda do circuito em questão, assim como sua equação 
básica: 
 ݁Ͳ ൌ െ ͳܴǤܥන݁݅ Ǥ݀ݐ 
Observe que se tivermos uma forma de onda em degrau na entrada, vamos obter uma 
rampa de aceleração na saída, conforme mostramos abaixo: 
 
 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 17 
 
Amplificador diferencial 
O circuito típico do amplificador diferencial e mostrado abaixo, na prática este circuito 
não é muito utilizado mas devemos verificar seu funcionamento. 
 ݁Ͳ ൌ െܴǤܥ ݀݀ݐ ݁݅ 
Exercícios: 
01) Obter o circuito para as expressões abaixo: 
a. ݁Ͳ ൌ െ݇ͳ ׬ሺͷǤ ݁ͳ ൅ ͵Ǥ ݁ʹሻ݀ݐ െ ݇ʹ ݀݀ݐ ݁͵͵ 
b. ݁Ͳ ൌ െ݇ͳ ׬ͷǤ ݁ͳǤ݀ݐ 
c. ݁Ͳ ൌ െ݇ͳǤ ݀݀ݐ ݁Ͳ 
d. ݁Ͳ ൌ ͵Ǥ ݁ͳ ൅ ݇ͳ ׬͵Ǥ ݁ͳ 
Aula prática 
Iremos montar agora um amplificador integrador para que seja introduzida uma onda 
quadrada com freqüência de 1kHz e amplitude de 2Vp. 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 18 
 
Algumas considerações: 
Ø Quando trabalhamos com baixa freqüência um resistor deve ser colocado em 
paralelo com o capacitor; 
Ø A finalidade deste resistor é a estabilização do ganho do aop; 
Ø Em baixas freqüências o capacitor estará na faixa de microFarady. 
Observando o funcionamento do circuito, você verá a forma de onda mostrada abaixo, 
observe que na saída haverá uma forma de onda triangular, com um determinado ganho: 
 
Como esperávamos o circuito integrou a forma de onda quadrada em uma forma de 
onda triangular. Descreva agora quais os procedimentos que você utilizou e o que você 
observou no circuito prático: 
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________ 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 19 
 
CONTROLADORES ANALÓGICOS COM AOP 
Em controle de processos industriais é necessário a utilização de um elemento 
denominado controlador eletrônicos analógico. A função básica do controlador é avaliar 
os erros ou desvios das variáveis controladas no processo e enviar um sinal elétrico aos 
dispositivos diretamente relacionados com as mesmas, de forma a atuar no sistema 
corrigindo os erros ou desvios encontrados. Podemos exemplificar o que dissemos da 
seguinte forma: o controlador eletrônico detecta um determinado desvio no valor da 
vazão de um líquido e emite um sinal elétrico correspondente para a válvula de controle 
de vazão, de tal forma que um conversor eletropneumático acione o diafragma da 
válvula, abrindo-a ou fechando-a (conforme necessário), para ajustar a vazão no valor 
preestabelecido (SET-POINT) para o processo. A vazão, neste caso, é a variável 
controlada. 
Conceito básico sobre controle de processos 
 Na figura abaixo mostramos o diagrama simplificado de um sistema de controle 
de processos 
 
Seja E o erro ou desvio encontrado quando se mede o valor Cm da variável controlada 
em relação ao seu valor de SET-POINT Csp. Logo: ܧ ൌ�ܥݏ݌ െ ܥ݉ 
O valor de E está relacionado com a variável dinâmica do processo (vazão, temperatura, 
nível, pressão, etc), de tal forma que, através da malha de controle, seja processada a 
ação corretiva necessária para prover a estabilidade do sistema. 
O valor Cm é fornecido por um medidor, no qual se tem um transdutor adequado ao 
processo. O transdutor é um dispositivo que converte uma determinada grandeza 
(normalmente não elétrica) em outra (normalmente elétrica). Por exemplo um termopar, 
que é um tipo de transdutor utilizado para converter um valor de temperatura em um 
valor correspondente de tensão. 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 20 
 
Observando a figura acima, nota-se que o sinal de saída do controlador está aplicado 
num dispositivo denominado conversor. A função deste dispositivo é converter o sinal 
elétrico proveniente do controlador em um sinal não elétrico (por exemplo, pressão), o 
qual irá atuar sobre o elemento final de controle que possui ação direta sobre o processo. 
Normalmente os sinais de entrada e de saída do controlador são sinais de corrente 
situados numa faixa padrão de 4 a 20mA. O processo é realimentado negativamente, 
conforme mostra a figura, de tal forma que a tendência do mesmo é minimizar o erro da 
variável controlada até que o sistema apresente uma estabilidade compatível com o 
SET-POINT. 
Evidentemente, alguns distúrbios no sistema poderá alterar a sua estabilidade, 
obrigando o controlador a “entrar em cena” novamente, de modo a indicar e tentar 
corrigir a instabilidade. Em alguns casos (por exemplo, vazamento no sistema) esta 
correção é impossível, pois o distúrbio ultrapassa o limite de ação do controlador. 
Nestes casos o operador detectará o problema através de um alarme ou através do 
registrador gráfico, no qual se tem um registro contínuo dascondições de entrada e 
saída do sistema. Através de uma análise dos gráficos, o operador poderá determinar o 
grau de instabilidade do sistema e proceder à correção ou manutenção necessária. 
Finalmente, convém ressaltar que o controlador é o elemento básico no sistema, pois ele 
atua como “cérebro” do mesmo. É o controlador que analisa o sinal de erro e determina 
o sinal de saída necessário para corrigir a instabilidade do sistema. Para determinar o 
sinal de saída , o controlador precisa ser ajustado ao tipo de ação corretiva a ser aplicada 
no processo. Estas ações corretivas são denominadas ações de controle. Basicamente 
existem as seguintes ações de controle: 
Ação proporcional ou ação P 
Ação integral ou ação I 
Ação derivativa ou ação D 
Estas ações podem ser combinadas ou não, de tal forma que se tenha ações de controle 
mais efetivas sobre o processo. Assim sendo, podemos ter: ação PI, ação PID, e outras. 
Controlador de ação proporcional 
 O tipo mais elementar de controle é o chamado controle “ON-OFF”. Neste 
controle a saída do processo estará sempre com 0% ou 100% de resposta. Uma válvula, 
por exemplo, estará totalmente fechada ou aberta em cada situação. Este tipo de 
controle é também denominado de controle de duas posições. 
 Uma extensão natural do controle ON-OFF é o conceito de controle 
proporcional. Neste tipo de ação de controle existe uma relação linear entre o sinal de 
erro (E) de entrada e saída (P0) do controlador e, portanto, a saída do processo terá uma 
resposta proporcional ao sinal de comando do controlador. A figura abaixo mostra o que 
foi descrito acima: 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 21 
 
 
 Conforme já dissemos, a ação do controlador é determinada pelo sinal de erro 
(E) detectado pelo mesmo. Quando este erro é nulo, o controlador apresenta uma saída 
fixada em P1. O gráfico nos fornece uma equação como a mostrada abaixo: 
݋ܲ ൌ ݇݌ Ǥܧ ൅ ͳܲ 
Onde Kp é uma constante de proporcionalidade (ou ganho da ação proporcional). 
Toda variável controlada possui um valor máximo (Cmax) e um valor mínimo (Cmin) e o 
erro (E) pode ser relacionado com a faixa de variação da mesma, de tal sorte que 
tenhamos um erro expresso em procentagem. Assim sendo, costuma-se definir um erro 
porcentual Ep, dado por: ܧ݌ ൌ ൫ܥ݉ െ ܥݏ݌൯Ǥ ͳͲͲሺܥ݉ܽݔ െ ܥ݉݅݊ ሻ ൌ ܧ߂ܥ Ǥ ͳͲͲ 
Abaixo mostramos o circuito responsável pelas expressões acima, observe que o 
potenciômetro R1 irá permitir o ajuste da constante de proporcionalidade (kp). 
 
A equação de saída do circuito anterior é dada por: 
Ͳܸ ൌ ൬ܴʹܴͳ൰ Ǥ ܸܧ ൅ ͳܸ 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 22 
 
Onde: 
V0 corresponde ao sinal de saída em P0 
VE corresponde ao sinal de erro E 
V1 corresponde ao sinal de saída P1 para erro nulo ܴʹܴͳ corresponde à constante de proporcionalidade kp 
É evidente que na entrada do controlador as correntes são convertidas em tensões e na 
saída as tensões são reconvertidas em corrente, através de resistores de alta precisão. 
Controlador de ação integral 
 A ação integral é aquela na qual a saída do controlador aumenta numa taxa 
proporcional à integral do erro da variável controlada. Assim sendo, a saída do 
controlador é a integral do erro ao longo do tempo, multiplicada por uma constante de 
proporcionalidade denominada ganho de integração. 
 Este tipo de ação é muito aplicado em controle de velocidade de motores de 
corrente contínua. O controlador detecta continuamente os erros e gera rampas de 
aceleração ou desaceleração, conforme seja necessário, para manter a velocidade do 
motor em um valor pré-ajustado (SET-POINT). 
 A equação de saída do controlador de ação integral é a seguinte: 
݋ܲሺݐሻ ൌ�݇ͳ න ܧሺݐሻ݀ݐ ൅ ͳܲሺͲሻݐͲ 
Onde k1 é o ganho de integração e P1(0) é a saída do controlador no instante t = 0. 
O circuito abaixo mostra como podemos implementar a equação anterior, mostrando 
assim a equação na saída do circuito. 
Ͳܸሺݐሻ ൌ� ͳܴܥ න ܸܧሺݐሻ݀ݐݐͲ ൅ ͳܸሺͲሻ 
Onde 
V0(t) corresponde ao sinal de saída P0 (t) 
VE(t) corresponde ao sinal de erro E(t) 
V1(0) corresponde ao sinal de saída P1(0) em t=0 
1/RC corresponde ao ganho de integração k1 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 23 
 
 
Convém lembrar que Rf tem como objetivo estabilizar o ganho do integrador em baixas 
freqüências. 
Controlador de ação derivativa 
 A ação derivativa é aquela na qual a saída do controlador é diretamente 
proporcional à taxa de variação do erro ou desvio da variável controlada. Assim sendo, 
a ação derivativa nunca é utilizada de forma isolada, ou seja, ela está sempre associada 
às ações proporcional ou integral, pois, no caso de se ter um erro nulo ou constante, a 
saída do controlador não irá apresentar nenhuma variação nominal no sinal de saída. 
 A equação de saída do controlador de ação derivativa é dada por: 
Ͳܲሺݐሻ ൌ ݇ܦ ݀ܧሺݐሻ݀ݐ 
Onde KD é uma constante de proporcionalidade denominada ganho derivativo. O 
circuito abaixo é a implementação da equação acima, onde mostramos também a 
equação da saída deste circuito que é dada por: 
 
݋ܸሺݐሻ ൌ�ܴʹܥ ܸ݀݁ ሺݐሻ݀ݐ 
Onde: 
Vo(t) corresponde ao sinal de saída Po(t) 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 24 
 
VE(t) corresponde ao sinal de erro E(t) 
R2C corresponde ao ganho derivativo kD 
 
APLICAÇÕES NÃO – LINEARES COM AOP’S 
Comparadores 
 Em muitas situações práticas surge a necessidade de se comparar dois sinais 
entre si, de tal sorte que um destes sinais seja uma referência preestabelecida pelo 
projetista. Os circuitos eletrônicos destinados a esta função são chamados de 
comparadores. 
 Um exemplo de aplicação prática dos comparadores é o seguinte: através de 
sensores de nível, podemos detectar a situação de um reservatório de combustível 
líquido. Se o nível normal for tomado como referência, então devemos ajustar um sinal 
de tensão correspondente ao mesmo. Quando o nível estiver acima (ou abaixo) do 
normal (referência), o comparador deverá emitir um sinal de saída para o sistema 
controlador, de tal modo que a situação normal seja restabelecida automaticamente. 
Evidentemente, o sinal de referência é levado a uma das entradas do comparador, 
ficando a outra entrada para receber o sinal da variável controlada (no caso, o nível do 
reservatório). 
 Os comparadores produzem saídas sob a forma de pulsos discretos em função do 
nível do sinal aplicado. Na verdade, a saída de um comparador está sempre num valor 
“alto”, denominado saturação positiva (+Vsat), ou num valor “baixo”, denominado 
saturação negativa (-Vsat). Existem formas de se limitar os níveis de saída de modo que 
os mesmos não atinjam a saturação. 
Basicamente, temos dois tipos de comparadores: comparador não-inversor e 
comparador inversor. Mas antes vamos tomar alguns conceitos importantes para nosso 
conhecimento. Observe o circuito mostrado abaixo, podemos dizer que entre os 
terminais da entrada inversora e a entrada não inversora teremos uma tensão diferencial, 
é o que chamamos de ganho em modo diferencial. 
 
Podemos escrever que: e0 = ed.(e2 – e1), onde, o ed é para nós o ganho em modo 
diferencial. E o gráfico que mostra a relação entre entrada e saída é demonstrado abaixo. 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 25 
 
 
Comparador não inversor 
Nosso primeiro comparador é o comparador não inversor, onde iremos aplicar na 
entrada não inversora o sinal que será comparado com uma referência a terra colocada 
na entrada inversora.Aplicado a fórmula mostrada anteriormente, onde escrevemos: ݁݋ ൌ ݁݀Ǥ ሺ݁ʹ െ ݁ͳሻ 
Lembre-se, que e2 sempre será a entrada não 
inversora e e1 a entrada inversora, assim fica 
muito mais fácil fazermos a relação 
necessária para obtermos o resultado. 
Vi > 0 então o e0 = + e0 sat 
Vi < 0 então o e0 = - e0 sat 
Isto fica muito claro na figura (b) mostrada 
acima. Para melhor compreendermos vamos 
mostrar o exemplo da figura ao lado, onde 
temos uma forma de onda aplicada na 
entrada do circuito e podemos obter a forma 
de onda na saída. 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 26 
 
Comparador inversor 
O segundo tipo de comparador básico é o comparador inversor. Neste caso a referência 
está na entrada não-inversora e o sinal da variável a ser comparada está ligada na 
entrada inversora. A figura abaixo mostra o circuito em questão, note que o sinal de 
referência novamente foi colocado ao terra. 
Apresentamos também o gráfico que relaciona o sinal de entrada com o sinal de saída 
do comparador. 
 
A operação deste circuito da figura (a) é análoga à do circuito anterior: quando a 
diferença de tensão entre a entrada inversora e a entrada não – inversora for negativa, a 
saída vai para +Vsat, e quando esta diferença for positiva, a saída vai para – Vsat. 
Matematicamente, temos: 
Vi > 0 então o e0 = - e0 sat 
Vi < 0 então o e0 = + e0 sat 
Normalmente , uma pequena diferença de tensão da ordem de 1mV é suficiente para 
acionar o comparador, levando-o a comutar sua condição de saída. Evidentemente, 
AOP’s de ganho elevado, quando utilizados como comparadores, podem amplificar 
sinais de níveis bem maiores do que 1mV. 
Observe que nos dois tipos de comparadores estudados até aqui o sinal de referência era 
nulo, pois estava conectado ao terra. Entretanto, 
podemos utilizar como referência um sinal Vref ≠ 
0. Existem diversas formas de se executar 
comparadores com referências não nulas. Na 
figura ao lado, temos o circuito de um comparador 
inversor com um sinal de referência Vref aplicado 
na entrada não inversora. Observando a resposta 
do circuito, mostrada, podemos constatar que a 
comutação de estado da saída ocorre quando o 
nível do sinal a ser comparado (Vi) atingir o valor Vref. 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 27 
 
Este circuito costuma ser denominado “detector de passagem por nível prefixado”. 
Matematicamente, temos: 
ei < Vref então o e0 = + e0 sat 
ei > Vref então o e0 = - e0 sat 
 
Observe que você pode colocar a tensão de 
referência tanto na entrada inversora, quanto 
na entrada não inversora. Sua tensão de 
referência pode ser positiva ou negativa. 
Abaixo iremos mostrar os outros circuitos 
que podemos ter como comparadores, assim 
como seus respectivos gráficos da relação 
entre entrada e saída. A aplicação do circuito depende da necessidade do projetista ou 
do técnico de desenvolvimento. 
 
Realize o estudo dos outros modos invertendo-se as Vref, e obtenha o circuito e o gráfico 
de resposta, anotando assim em seu material, para futuras consultas. Isto também pode 
ser realizado juntamente com o professor como exercícios proposto. 
Exercícios 
01) Determine quando o led irá acender no circuito abaixo. E explique seu 
funcionamento. 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 28 
 
 
02) Projetar um circuito que irá monitorar a bateria automotiva que opere conforme 
indicado: 
a. Quando a tensão da bateria estiver abaixo de 11,3Volts, você deverá 
indicar através de um led. 
b. Quando a tensão da bateria estiver acima de 13,12 Volts, este mesmo led 
deverá ficar apagado. 
03) Quando o motor irá ligar no circuito abaixo, explique o funcionamento do 
circuito 
 
04) Levante através da internet a folha de dados do LM 741 
 
 
 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 29 
 
Aula prática: 
Caros alunos, neste desenvolvimento iremos montar um circuito que irá comparar uma 
tensão de entrada que será feito através de um potenciômetro ligado na entrada 
inversora, que será comparado com a tensão de referência vinda de um diodo zener. 
Abaixo mostramos o circuito sugerido. 
 
Através de um multímetro verificar a tensão no diodo zener e verificar qual a tensão na 
entrada inversora necessária para acionar o led. 
Desenhar o gráfico que mostra a relação entre o potenciômetro e a saída (led). Aplicar a 
fórmula para determinação antes mesmo de ligar o circuito, pois assim podemos 
determinar a partir de que ponto haverá o acionamento do circuito. Descreva abaixo 
tudo que você achar pertinente ao circuito. 
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________ 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 30 
 
FILTROS ATIVOS 
Podemos definir um filtro elétrico como sendo um quadripolo capaz de atenuar 
determinadas freqüências do espectro do sinal de entrada e permitir a passagem das 
demais. 
Chamamos de espectro de um sinal a sua decomposição numa escala de amplitude 
versus freqüência. Isto é feito através das séries de Fourier ou utilizando um analisador 
de espectro. Notemos que, enquanto o osciloscópio é um instrumento para análise de 
um sinal no domínio do tempo, o analisador de espectro é um instrumento para análise 
de um sinal no domínio da freqüência. 
Vantagens e desvantagens dos filtros ativos 
Os filtros ativos possuem uma série de vantagens em relação aos filtros passivos: 
a) Eliminação de indutores, os quais em baixa freqüência são volumosos, pesados e 
caros. 
b) Facilidade de projetos de filtros complexos através da associação em cascata de 
estágios simples. 
c) Possibilidade de se obter grande amplificação do sinal de entrada (ganho), 
principalmente quando este for um sinal de nível muito baixo. 
d) Grande flexibilidade de projetos. 
Por outro lado, existem algumas desvantagens dos filtros ativos: 
a) Exigem fonte de alimentação. 
b) A resposta em freqüência dos mesmos está limitada à capacidade de resposta dos 
AOP’s utilizados. 
c) Não podem ser aplicados em sistemas de média e alta potência (como, por 
exemplo, filtros para conversores e inversores tiristorizados, utilizados em 
acionamento industrial) 
Apesar das limitações citadas, os filtros ativos tem se tornado cada vez mais úteis 
no campo da eletrônica em geral. Já citamos a instrumentação e as telecomunicações 
como sendo as áreas mais beneficiadas pelos mesmos. Dentro da área de 
instrumentação, é interessante ressaltar a eletromedicina ou bioeletrônica, na qual os 
equipamentos utilizados fazem grande uso dos filtros ativos, principalmente quando 
estes equipamentos devem operar em baixas freqüências. 
Classificação 
 Os filtros podem ser classificadossob três aspectos: 
§ Quanto à função executada 
§ Quanto à tecnologia aplicada 
§ Quanto à função-resposta (ou aproximação) utilizada. 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 31 
 
O primeiro nos permite considerar quatro tipos básicos de filtros: 
a) Filtro passa baixa (PB) 
Só permite a passagem de freqüências abaixo de uma freqüência determinada fc 
(freqüência de corte). As freqüências superiores são atenuadas. 
b) Filtro passa alta (PA) 
Só permite a passagem de freqüências acima de uma freqüência determinada fc. 
As freqüência inferiores são atenuadas. 
c) Filtro passa faixa (PF) 
Só permite a passagem das freqüências situadas numa faixa delimitada por uma 
freqüência de corte inferior (fc1) e outra superior (fc2). As freqüências situadas 
abaixo da freqüência de corte inferior ou acima da freqüência de corte superior 
são atenuadas. 
d) Filtro rejeita faixa (RF) 
Só permite a passagem das freqüências situadas abaixo de uma freqüência de 
corte inferior (fc1) ou acima de uma freqüência de corte superior (fc2). A faixa de 
freqüências delimitada por fc1 e fc2 é atenuada. 
 
Na figura abaixo, temos a simbologia adotada para cda uma das funções citadas, 
e na figura seguinte, temos as curvas de reposta ideais de cada um dos filtros. 
Tais curvas mostram o ganho do filtro em função da freqüência do sinal 
aplicado. Como dissemos as curvas são ideais, na prática é impossível obtê-las, mas 
podemos realizar aproximações muito boas. As linhas tracejadas indicam as respostas 
reais dos filtros. Utilizaremos a letra K para representar o ganho do filtro. 
Figuras escaneadas das páginas 192 e 193 
 
No caso de um filtro real, a sua curva de resposta pode ser dividida em diversas 
faixas. Para um filtro PB, temos a seguinte divisão: 
Ø Faixa de passagem (0 a fc) 
Ø Faixa de transição (fc a fs) 
Ø Faixa de corte (acima da fs) 
Na figura (b) acima mostramos estas três faixas para um filtro PB e na figura (c) 
mostramos as cinco faixas de um filtro PF. Neste último existem, evidentemente, duas 
faixas de transição e duas de corte. Arbitrariamente, escolhemos fs no ponto onde a 
amplitude se reduziu a 10% do seu valor máximo. Esta escolha é um procedimento 
rigorosamente correto mas, para finalidades práticas, é perfeitamente aceitável. 
O segundo aspecto de classificação dos filtros nos permite considerar três tecnologias 
fundamentais: 
 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 32 
 
FILTROS PASSIVOS 
 São aqueles construídos apenas com elementos passivos, tais como: resistores, 
capacitores e indutores. Tais filtros são inviáveis em baixas freqüências, pois existem 
indutores muito grandes. 
FILTROS ATIVOS 
 São aqueles construídos com alguns elementos passivos associados a elementos 
ativos (válvulas, transistores ou amplificadores operacionais). 
A primeira geração de filtros ativos foi construída tendo as válvulas como 
elemento ativo. Eram filtros de alto consumo de potência, alta margem de ruídos, baixo 
ganho etc. 
 A segunda geração de filtros ativos utilizavam os transistores e, sem dúvida, as 
vantagens sobre a primeira geração foram marcantes, mais tais filtros ainda deixavam 
muito a desejar. 
 A terceira geração, que será nosso objetivo de estudo, utiliza os amplificadores 
operacionais como elemento ativo. A alta impedância de entrada e a baixa impedância 
de saída dos AOP’s associadas a suas outras características, permitem a implementação 
de filtros de ótimas qualidades. 
FILTROS DIGITAIS 
 Tais filtros utilizam componentes digitais como elementos construtivos. Um 
sinal analógico é convertido em digital através de um sistema conversor analógico 
digital. O sinal binário representativo do sinal de entrada, obtido pelo processo citado, é 
filtrado pelo filtro digital e o resultado é reconvertido em sinal analógico por um 
sistema de conversão digital analógico. Tais filtros são úteis onde muitos canais de 
transmissão de dados necessitam ser processados através de um mesmo filtro. 
 
Finalmente, o terceiro aspecto de classificação dos filtros diz respeito à função 
resposta ou aproximação utilizada para projetá-los. Os tipos mais comuns de 
aproximação são os seguintes: 
Butterworth 
Chebyshev 
Cauer 
Cada uma destas aproximações possui uma função matemática específica, 
através da qual se consegue obter uma curva de resposta aproximada para um 
determinado tipo de filtro. 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 33 
 
 
Exercícios: 
01) Defina filtro. 
02) O que é espectro de um sinal? 
03) Citar as vantagens e desvantagens dos filtros ativos? 
04) Desenhar os filtros PA, PB, e explicar cada uma das curvas de resposta? 
PROTEÇÃO E ANÁLISE DE FALHAS EM CIRCUITOS COM AOP’S 
Iremos apresentar a você aluno, algumas técnicas de proteções para circuitos 
envolvendo os aop’s que irá permitir aos projetistas aumentarem a confiabilidade e a 
segurança de um sistema no qual esses circuitos se acham inseridos. Por outro lado, 
apresentaremos também alguns comentários e procedimentos muito úteis quando se 
deseja pesquisar falhas ou defeitos em circuitos com aop’s. 
Proteção das entradas de sinal 
 Sabemos que qualquer componente eletrônico apresenta especificações máximas 
para suas diversas características elétricas, tais como tensão, corrente, potência etc. Se 
por algum motivo alguma dessas características for ultrapassada, o dispositivo poderá 
sofrer danos irreparáveis. 
 O estágio diferencial de um AOP poderá ser danificado caso a máxima tensão 
diferencial de entrada do mesmo seja excedida. Para o AOP LM 741 esta tensão é da 
ordem de ± 30V. Pode definição, a tensão diferencial de entrada é medida a partir da 
entrada não inversora para a entrada inversora do AOP, em concordância com a 
“equação fundamental do AOP” já estudada anteriormente onde diz: ݁Ͳ ൌ ܣ݀Ǥ ሺ݁ʹ െ ݁ͳሻ 
Onde : 
e0 = saída do aop 
e2 = entrada não inversora 
e1 = entrada inversora 
Ad = ganho diferencial 
 Existem diversas maneiras de se proteger as entradas do AOP, mas as mais 
comum consiste na utilização de dois diodos em antiparalelo conectados nas entradas. 
Esta técnica está mostrado abaixo, os diodos utilizados podem ser diodos retificadores 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 34 
 
do tipo 1N4001 ou equivalente. Costuma-se, também, colocar resistores nas entradas 
para evitar uma provável queima dos diodos e garantir, assim, melhor proteção ao AOP. 
Alguns AOP’s já possuem os diodos de proteção na sua estrutura interna. Neste caso, 
basta acrescentarmos os resistores. 
Você aluno já concluiu que a finalidade dos diodos é fazer com que a tensão diferencial 
não ultrapasse o valor de 0,7Volts dos diodos. 
Proteção na saída 
 Atualmente a maioria dos AOP’s possui uma proteção interna contra curto-
circuito na saída. O AOP 741, por exemplo, apresenta esta proteção. Se consultarmos a 
folha de dados do fabricante do componente, encontraremos para a corrente de curto-
circuito de saída um valor de 25mA. O fabricante garante que a duração do curto-
circuito de saída pode ser ilimitada ou indeterminada, desde que a capacidade de 
dissipação térmica do componente não seja excedida (310mW para o AOP 741 com 
encapsulamento plástico). Note que estamos falando da capacidade de dissipação 
térmica do componente e não da potência de consumo do mesmo, a qual é da ordem de 
50mW (típico) sob temperatura ambiente de 25ºC. 
Proteção das entradas de alimentação 
 Esta é uma das mais importantes técnicas de proteção dos AOP’s. Sea 
polaridade das tensões de alimentação forem invertidas, o componente ficará 
irremediavelmente danificado. De fato, a inversão de polaridade significa polarizar 
incorretamente quase todos os componentes que fazem parte do circuito interno do 
AOP’s. Isto irá provocar o aparecimento de tensões e correntes internas não 
condizentes com o circuito, causando a sua distruição. 
 A figura (a) abaixo mostra a forma correta de proteger um AOP contra uma 
provável inversão de polaridade da fonte de alimentação. No caso de ser um banco de 
amplificadores operacionais alimentados por uma única fonte simétrica, poderemos 
utilizar o circuito da figura (b). Em ambos os casos os diodos são diodos retificadores 
comuns como 1N4001 ou equivalente. 
 
 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 35 
 
Proteção contra ruídos e oscilações da fonte de alimentação 
 A presença de fontes geradoras de ruídos ou interferências, próximas aos 
circuitos com AOP’s pode alterar o nível da tensão CC de alimentação do integrado, a 
qual deve ser estabilizada e de baixíssimo “ripple” (ondulação). 
 Essa alteração pode prejudicar a resposta do circuito e, dependendo da aplicação 
e dos níveis dos sinais processados, poderá provocar erros grosseiros e perigosos ao 
sistema. Para proteger contra ruídos e oscilações da fonte de alimentação, costuma-se 
colocar um capacitor da ordem de 0,1µF entre o terra e cada um dos terminais de 
alimentação. Os capacitores deverão ficar bem próximos dos pinos de alimentação para 
minimizar o efeito “antena” dos fios proveniente da fonte de tensão. 
Análise de falhas em circuitos com AOP’s 
 Normalmente, um circuito com amplificadores operacionais é bastante complexo 
e, quase sempre, um teste aleatório com um multímetro não é suficiente para determinar 
prováveis falhas no circuito, pois é preciso que o técnico conheça as características do 
AOP em seus três modos básicos, a fim de que saiba “o que medir” e “ por que medir”. 
 Consideremos os três modos de operação: 
· Com realimentação negativa 
· Com realimentação positiva 
· Sem realimentação 
Em cada um desses modos, o amplificador apresenta algumas propriedades diferentes. 
 Com realimentação negativa, o AOP apresenta a propriedade do curto circuito 
virtual. Assim sendo, 
ao medirmos a 
diferença de potencial 
entre os terminais de 
entrada de um AOP 
realimentado 
negativamente, 
deveremos encontrar 
valores de tensão 
inferiores a alguns 
milivolts conforme a 
figura mostrado ao 
lado. Uma leitura 
muito alta na situação 
anterior indica algum 
defeito no circuito, tais 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 36 
 
como: R1 ou R2 em curto; Rf aberto ou AOP com estágio diferencial de entrada 
danificado. 
 Em realimentação positiva, o circuito apresenta alto grau de instabilidade e, 
normalmente, a saída apresenta-se saturada. Nesta situação, a tensão diferencial de 
entrada é relativamente alta (da ordem de alguns volts). Assim sendo, em um circuito 
realimentado positivamente, se verificarmos que a tensão está muito baixa em relação à 
± VCC ou se encontrarmos um valor de tensão muito baixo entre os terminais de entrada, 
é bem provável que o AOP esteja danificado. 
 Finalmente, consideremos o AOP em operação com malha aberta. A análise de 
falhas é aproximadamente idêntica à situação anterior. De fato, o AOP estará 
basicamente funcionando como comparador e a tensão de saída deverá estar sempre 
saturada em um valor positivo próximo a +VCC (cerca de 1,5V a menos) ou negativo 
próximo a –VCC (cerca de 1,5V a mais). 
Alguns testes especiais para determinação de falhas em sistema com AOP’s 
 Existem alguns testes interessantes e eficazes para estabelecermos se o 
amplificador está danificado ou não, quando este se acha inserido num sistema ou 
circuito de alto porte. 
 Consideremos a figura abaixo, na qual o AOP está realimentado negativamente. 
Se fizermos um curto circuito entre os pontos a e b, garantindo, assim, um curto circuito 
virtual, deveremos ter aproximadamente 0 (zero) volts na saída. Caso isto não ocorra o 
AOP está danificado. Este teste é denominado “teste de saída nula”. 
Outro teste importante é o denominado “teste de ganho cc”. A figura abaixo ilustra o 
circuito necessário ao teste. Note que deveremos abrir o circuito nos terminais de 
entrada e saída de sinal para evitar interações dos estágios anteriores e posteriores ao 
estágio sob teste. Este teste é muito útil para determinar se um AOP está danificado, 
pois, neste caso, surge uma perda de ganho no sistema. 
Medindo Vi e V0, o técnico pode estabelecer se o AOP está trabalhando corretamente, 
pois deverá existir a relação já estudada anteriormente. 
Teste de AOP’s utilizando osciloscópio 
 O osciloscópio é, provavelmente, o mais útil dos instrumentos de testes 
existentes à disposição dos técnicos. Uma das aplicações mais importantes do 
osciloscópio é no rastreamento de sinais em um sistema ou circuito eletrônico, a fim de 
localizar falhas no mesmo. 
 A técnica de rastreamento de sinais consiste na “injeção” de um determinado 
sinal na entrada do sistema ou circuito sob análise. A ponta de prova do osciloscópio 
será conectada, em cada instante, à saída de um determinado estágio, a partir do 
primeiro, até se atingir a saída do último estágio. Quando um estágio defeituoso for 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS TÉC ELETRÔNICA 
 
COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 37 
 
encontrado, o técnico deverá localizar o componente ou componentes responsáveis pela 
falha. 
 Na figura abaixo, temos um sistema eletrônico composto por três estágios com 
AOP’s. Note que os capacitores na entrada do primeiro estágio e na saída do último 
estágio tem como objetivo bloquear possíveis sinais CC que poderiam prejudicar as 
medições, bem como causar distorções nos sinais obtidos nas saídas. 
 Consideramos que o sinal aplicado é determinado pelo próprio técnico, torna-se 
fácil para o mesmo prever os tipos de sinais a serem obtidos na saída de cada um dos 
estágios do sistema e, por comparação, deduzir se um estágio apresenta ou não alguma 
falha. 
ALGUNS PROCEDIMENTOS ADICIONAIS 
 Fizemos uma análise geral dos procedimentos normais para pesquisar falhas em 
circuitos e sistema com AOP’s. Contudo, nunca é demais acrescentar alguns 
procedimentos extras, que o técnico pode aplicar de imediato antes de proceder a uma 
análise mais minuciosa do defeito. Estes procedimentos são os seguintes: 
Ø Conferir a polaridade da alimentação. 
Ø Conferir as conexões de todos os pinos. 
Ø Se o AOP estiver se aquecendo, verificar se a saída está curto-circuitada ou se a 
carga é muito alta (valor ôhmico baixo). 
Ø Se a saída de um amplificador (inversor ou não inversor) estiver saturada, 
verificar se a malha de realimentação está aberta (Rf = ∞Ω) ou se o resistor de 
entrada está em curto (R1 = 0). 
Ø Verificar se o terra do sinal de entrada é o mesmo do AOP 
Ø Verificar se a impedância de entrada do circuito não está muito baixa, 
comparada à impedância de saída da fonte de sinal. 
Ø Verificar a continuidade dos condutores. 
Ø Verificar se as pistas e pinos metalizados da placa de circuito impresso não estão 
abertos ou curto circuitados. 
CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 Antes de instalar um sistema ou circuito eletrônico é conveniente tomar algumas 
precauções relativas ao local no qual o mesmo vai ser instalado, pois existem ambientes 
muito prejudiciais aos componentes eletrônicos. 
 Alguns circuitos podem ser danificados por efeitos de corrosão, ferrugem, 
choques mecânicos, avalanches térmicas dos dispositivos semicondutores etc. Para 
tomar as medidas preventivas necessárias,o técnico de manutenção deverá observar o 
grau de incidência dos seguintes fatores prejudiciais aos circuitos ou sistema: 
Ø Umidade excessiva do ar 
Ø Calor excessivo do ambiente 
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COLÉGIO IMPACTO – CURSOS TÉCNICOS E TREINAMENTOS Página 38 
 
Ø Ácidos e gases corrosivos na atmosfera ambiente 
Ø Partículas metálicas em suspensão 
Ø Vibrações mecânicas freqüentes 
Ø Fontes de interferências freqüentes, etc 
Evidentemente, cada indústria tem características específicas e os fatores 
considerados anteriormente podem variar de uma indústria para outra; por exemplo: em 
indústrias químicas, nota-se a predominância de ácidos e gases corrosivos no ar; em 
indústrias siderúrgicas, verifica-se a presença acentuada de partículas metálicas em 
suspensão. Em cada situação , o técnico deverá proteger adequadamente os circuitos 
eletrônicos, pois, caso contrário, terá problemas constantes com os mesmos. 
 Algumas medidas preventivas, comumente utilizadas, são os miniventiladores 
para dissipar o calor, a sílica-gel para absorver umidade e alguns tipos de vernizes 
aplicados nas placas para protegê-las contra corrosão, ferrugem etc. 
 
Bibliografia 
Júnior, A.P. Amplificadores Operacionais e filtros ativos: Ed. McGrawBooks:São 
Paulo, 5ª Edição: 1996

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