6. AmpOp - Diferencial

Prévia do material em texto

6669 – CIRCUITOS 
ELETRÔNICOS I 
Departamento de Engenharia Química 
Universidade Estadual de Maringá 
Rubens Zenko Sakiyama 
rubens@deq.uem.br 
 
Sinais em modo comum 
e sinais diferenciais 
• Sinal de entrada diferencial vId 
 
• Sinal de entrada em modo comum vIcm 
12 vvvId 
 12
2
1
vvvIcm 
2
1
Id
Icm
v
vv 
2
2
Id
Icm
v
vv 
Sinais em modo comum 
e sinais diferenciais 
2
1
Id
Icm
v
vv 
2
2
Id
Icm
v
vv 
Amplificador de Diferenças 
• Outra denominação: Amplificador Diferencial 
• Responde à diferença 
entre dois sinais 
aplicados às duas 
entradas e 
idealmente rejeita 
sinais que são 
comuns às duas 
entradas. 
Amplificador de Diferenças 
• A tensão de saída vO é: 
IcmcmIddO vAvAv 
cm
d
A
A
CMRR log20
• Razão de rejeição de modo comum 
Ad: ganho diferencial do amplificador 
Acm: ganho em modo comum (idealmente nulo) 
Amplificador de Diferenças 
• Muito utilizados em sistemas eletrônicos 
empregados em instrumentação. 
Amplificador de Diferenças 
• Se o Amp Op é em si um amplificador de 
diferenças, por que não utilizar o Amp Op 
sozinho? 
 
• Devido a seu ganho ser muito alto 
(idealmente infinito). 
 
• Necessidade de um circuito cujo ganho em 
malha fechada seja finito, previsível e estável. 
Amplificador de Diferenças 
• Lembrando: 
• Ganho de um circuito amplificador em 
configuração não inversora 







1
21
R
R
G
1
2
R
R
G 
• Ganho de um circuito amplificador em 
configuração inversora 
Amplificador de Diferenças 
Ganho da configuração não inversora igual ao 
ganho da configuração inversora. 
1
2
1
2
34
4 1
R
R
R
R
RR
R








12
2
34
4
RR
R
RR
R



1
2
3
4
R
R
R
R

Amplificador de Diferenças 
• Aplicando o teorema da superposição 
1
1
2
1 IO v
R
R
v  2
1
2
1
2
34
4
22 1 IIO v
R
R
R
R
RR
R
vv 








 
IdIIOOO v
R
R
vv
R
R
vvv
1
2
12
1
2
21 
1
2
R
R
Ad 
Amplificador de Diferenças 
R3=R1 e R4=R2 







 IcmIcm v
RR
R
v
R
i
34
4
1
1
1
134
3
1
1
RRR
R
vi Icm


A tensão de saída pode ser determinada por: 
22
34
4 Riv
RR
R
v IcmO 


IcmIcmIcmO v
R
R
R
R
RR
R
v
RR
R
R
R
v
RR
R
v 












4
3
1
2
34
4
34
3
1
2
34
4 1
12 ii 
Amplificador de Diferenças 
IcmO v
R
R
R
R
RR
R
v 








4
3
1
2
34
4 1














4
3
1
2
34
4 1
R
R
R
R
RR
R
v
v
A
Icm
O
cm
R3=R1 e R4=R2 
0cmA
Amplificador de Diferenças 
• Qualquer descasamento na razão das 
resistências fará Acm diferente de zero, e 
portanto, CMRR será finito. 
• Para rejeitar sinais de como comum, é 
necessário que um amplificador de diferenças 
tenha alta resistência de entrada. 
Amplificador de Diferenças 
• Cálculo da resistência diferencial de entrada 
R3=R1 e R4=R2 
I
Id
id
i
v
R 
IIId iRiRv 11 0 12RRid 
Amplificador de Diferenças 
• Desvantagens do circuito amplificador de 
diferenças: 
Se for exigido um ganho muito alto, 
deveremos ter uma resistência de entrada 
muito baixa. 
Não é fácil variar o ganho diferencial do 
amplificador 
Exercício 2.15 – Pág 53 (Sedra/Smith) 
Considere o circuito do amplificador de diferenças abaixo 
para o caso R1 = R3 = 2kW e R2 = R4 = 200kW. (a) Obtenha o 
valor do ganho diferencial Ad. (b) Ache o valor da resistência 
de entrada diferencial Rid e a resistência de saída RO. (c) Se 
os resistores tiverem tolerância de 1% (isto é, cada um 
dentro da faixa de 1% de seu valor nominal), obtenha o 
pior caso de ganho de modo comum Acm e o 
correspondente valor de CMRR. 
Exercício 2.16 – Pág 53 (Sedra/Smith) 
 
Calcule os valores das resistências no circuito de modo 
que o circuito se comporte como um amplificador de 
diferenças com uma resistência de entrada de 20kW e 
um ganho de 10.