Amplificador Operacional parte 1

Prévia do material em texto

AMPLIFICADORES 
OPERACIONAIS 
 2013/1 
Amplificador Operacional – Amplificador que realiza 
uma operação matemática. Os primeiros 
amplificadores foram utilizados em computadores 
analógicos, onde realizavam operações 
matemáticas. Eram construídos com válvulas e 
depois transistores e resistores. Seu custo era alto. 
Por volta de 1965 foi produzido o primeiro circuito 
integrado (CI – μA 709). Era feito com um número 
alto de transistores e resistores, todos em uma 
única pastilha de silício. A partir de então os 
Engenheiros Eletrônicos iniciaram o uso dos Amp 
Ops em larga escala. 
Podemos fazer quase tudo com os Amp Ops. O CI 
Amp Op tem características muito próximas das 
que supomos ideais. 
 
 
 
 
 
O Amp Op ideal 
O Amp Op ideal tem três terminais: dois 
terminais de entrada e um terminal de 
saída. 
1 
2 
3 
O Amp Op ideal 
Quase todos os CI Amp Ops necessitam de 
uma fonte simétrica como mostrado 
abaixo: 
1 
2 
3 
4 
5 
VCC 
-VEE 
O Amp Op ideal 
 Além dos três terminais de sinal e dos 
dois terminais de alimentação, um Amp 
Op pode ter mais terminais. Podemos 
incluir para compensação de frequência e 
ajuste de zero. 
1 
2 
3 
4 
5 
VCC 
-VEE 
Operação do Amp Op. 
• O Amp Op é projetado para operar como um sensor da 
diferença entre os sinais de tensão aplicados nos seus 
dois terminais isto é, o valor de v2 – v1, que multiplicado 
por um número A, resulta em uma tensão A (v2 – v1 ) 
que aparece no terminal de saída 3. Essa tensão de 
saída pode ser considerada como uma fonte de tensão 
ideal. A tensão entra o terminal de saída e terra será 
sempre A (v2 – v1 ), independente da corrente que for 
drenada. A tensão em um terminal significa a tensão 
entre o terminal e o terra. 
 
Operação do Amp Op. 
• No Amp Op ideal a corrente de entrada em ambos os 
terminais é igual a zero, ou seja, a impedância de 
entrada é supostamente infinita. 
• A impedância de saída do Amp Op ideal é 
supostamente igual a zero. A tensão no terminal de 
saída será sempre A (v2 – v1 ). 
 
Operação do Amp Op. 
• Na figura abaixo o circuito equivalente. Observe que a tensão 
de saída está em fase com v2 e defasada de v1. O terminal 1 é 
chamado de entrada inversora. O terminal 2 é chamado de 
entrada não inversora. 
 
Operação do Amp Op. 
• O Amp Op reponde apenas à diferença de sinal v2 – v1. Se os 
sinais v2 e v1 forem iguais a saída será teóricamente zero. 
• O Amp Op é um amplificador com entrada diferencial e saída 
simples. O ganho A é chamado de ganho diferencial e também 
de ganho em malha aberta. Quando a malha for fechada 
teremos o ganho em malha fechada. 
 
Operação do Amp Op. 
• Os Amp Op são amplificadores diretamente acoplados o que 
significa amplificadores de corrente contínua. Amplifica sinais 
de frequência baixa ou mesmo iguais a zero. 
• O Amp Op tem ganho A desde a frequência zero até a infinita 
o que quer dizer que possui largura de faixa de passagem 
infinita. 
Operação do Amp Op. 
• O ganho A do Amp Op ideal deve ser muito alto ou idealmente 
infinito. 
• Na maioria das aplicações o Amp Op não será utilizado na 
configuração em malha aberta. Será aplicada uma 
realimentação para fechar a malha em torno do Amp Op. 
Operação do Amp Op 
• As características do Amp Op ideal são: 
1. Impedância de entrada infinita. 
2. Impedância de saída nula. 
3. Ganho de modo comum nulo. 
4. Ganho de malha aberta A infinito. 
5. Largura de faixa de resposta em 
freqüência infinita. 
Sinais de modo comum e sinais 
diferenciais. 
Sinais de modo comum e sinais 
diferenciais. 
• Podemos expressar os sinais v1 e v2 em termos de 
seus componentes diferencial e de modo comum: 
A Configuração Inversora 
As configurações básicas para circuito com 
Amp Op são: configuração inversora e 
não inversora. 
Abaixo vemos a configuração inversora 
 
A Configuração Inversora 
O resistor R2 está conectado entre o terminal de saída e o 
da entrada inversora ou negativa ao que se chama de 
realimentação negativa. Se a conexão fosse entre o 
terminal de saída e o da entrada não inversora então R2 
aplica uma realimentação positiva. R2 fecha a malha em 
torno do Amp. Op. O terminal 2 foi aterrado e um 
resistor R1 foi conectado entre a fonte de sinal de 
entrada e o terminal 1. 
A Configuração Inversora 
O resistor R2 está conectado entre o terminal de saída e o 
da entrada inversora ou negativa ao que se chama de 
realimentação negativa. Se a conexão fosse entre o 
terminal de saída e o da entrada não inversora então R2 
aplica uma realimentação positiva. R2 fecha a malha em 
torno do Amp. Op. O terminal 2 foi aterrado e um 
resistor R1 foi conectado entre a fonte de sinal de 
entrada e o terminal 1. 
O Ganho em malha fechada 
O Ganho em malha fechada 
O ganho em malha fechada depende