EXEPERIMENTO 1 amplificadores operacionais

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CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA COM ENFASE 
EM ELETRONICA 
DISCIPLINA DE PBL – INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA 
 
 
 
 
 
 
AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 
 
 
 
 
ALUNO: ROGÉRIO RODRIGO DIOGO 
PROFESSOR: MARCO TÚLIO CORRÊA DE SIQUEIRA 
 
 
 
 
 
 
SÃO JOSÉ DO RIO PRETO-SP 
2018 
 
 
 
 
RESUMO 
Com esse experimento iremos realizar montagens utilizando amplificadores 
operacionais, LM-358, montando os mesmos na matriz de contato protoboard, e 
realizando testes no com o osciloscópio Hantek-6022BL. Iremos testar os circuitos no 
modo amplificador inversor e não inversor. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O amplificador operacional (Amp Op) tem esse nome porque inicialmente foi 
projetado para realizar operações matemáticas com o sinal (ou sinais) de entrada 
(Computação analógica). 
Desde sua criação passou por inúmeras melhorias, ganhando assim posição de 
destaque executando as mais variadas funções com um único circuito integrado e poucos 
componentes externos. 
Vamos utilizar toda teoria vista nas aulas sobre amplificadores operacionais que 
tivemos durante a disciplina de Instrumentação Eletrônica, vamos ver circuitos, 
conhecidos como amplificador inversor e amplificador não inversor que são capazes de 
amplificar sinais pequenos de tensão contínua (sinais dc) e sinais de tensão alternada 
(sinais ac). 
Iremos realizar alguns cálculos, como por exemplo, calcular o ganho do 
amplificador, calcular a tensão de saída e também calcular os resistores usados no 
circuito. 
 
2. OBJETIVO 
Projetar e montar circuitos com aplicadores operacionais. 
 
 
 
 
 
 
EXPERIÊNCIA 1 – AMPLIFICADOR INVERSOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1. PROCEDIMENTOS 
 
FÓRMULAS: �� =
��
��
= −
	
	�
 
 
Projetar o circuito para ter um ganho AV = - último número do RU do aluno (Exemplo RU 
1122334, Av será igual a -4; se o último número for 0 ou 1 adotar o Número 3). Adote o resistor 
�1 (entre 1kΩ e 3,3kΩ) e calcule �2 em função dele. Para os resistores calculados adotar o 
resistor de valor comercial mais próximo, Exemplo: se o resistor calculado foi de 3kΩ, adotar 
2,7kΩ ou 3,3kΩ (não tem problema em adotar um ou o outro). Recalcule o ganho de tensão 
agora com os valores comerciais dos resistores adotados e coloque este valor na Tabela 1. 
 
 
 
 
Figura 1: Circuito Amplificador Inversor 
 
Figura 1.1: Circuito Amplificador Inversor, montado no Isis Proteus 
Figura 1.2: Gráfico do circuito amplificador inversor, montado no Isis 
Proteus 
O ganho foi estipulado devido ao final do meu RU será de: 
�� = −2 
O valor adotado para resistor R1=1,5K 
 
Calculo resistor R2: 
�� = −
��
��
= −2 = −
��
1,5
 → �� = 3� 
 
Foram usados um resistor de 10� e outro de 4,7� em paralelo para obter o resistor 
 
 �2 = 3,2�. 
 
Calculo do resistor equivalente usado para R2: 
R���� =
1
1
10
+
1
4,7
= 3,197Ω 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calculo do ganho do amplificador inversor, usando sinais de pico a pico de entrada e 
saída 
 
��!"#!$#"%& = −
��
��
= −
3198
1500
= −2,13 → ()*) �� = −2,13 
 
��+,%-%& =
�.
�/
=
2,04
1
= 2,04 
 
Figura 2: Sinais de entrada e saída do amplificador inversor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: sinal com 1 volt na entrada 
Figura 4: sinal com 2 volt na entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: sinal com 3 volt na entrada 
Figura 6: sinal com 4 volt na entrada 
 
 
 
 
Figura 7: sinal com 5 volt na entrada 
Figura 8: sinal com 6 volt na entrada 
Figura 9: sinal com 7 volt na entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10: sinal com 8 volt na entrada 
Figura 11: sinal com 9 volt na entrada 
Figura 12: sinal com 10 volt na entrada 
 
Conforme visto nas figuras acima, variamos a tensão de 1 á 10 volts, porém mantemos a 
mesma frequência e notamos uma resposta linear nas formas de onda da entrada e saída do 
amplificador, pois isso acontece devido a sua alta impedância de entrada, e sua baixa 
impedância de saída. 
Note também na figura 12 que, quando aumentamos o sinal de entrada para 10 volts, 
notamos que o sinal de saída chega até distorcer e não fica uma senóide perfeita, pois isso 
acontece devido a saída do amplificador saturar, obtendo assim quase a mesma tensão de 
alimentação da fonte simétrica. 
Com a tensão de 1 volt obteve-se um ganho de 2,04 para o circuito montado em 
protoboard, bem próximo ao ganho de 2,13 calculado teoricamente. O erro percentual é de 
4,22%, um pouco elevado, pois os componentes utilizados são reais e não ideais e também 
ocorrem pequenas divergências no circuito, resistência dos cabos dos instrumentos, ruído 
térmico, entre outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIÊNCIA 2 – AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR 
 
 
 
 
 
FÓRMULAS: �� =
��
��
= 1 +
	
	�
 
 
Projetar o circuito para ter um ganho AV = - último número do RU do aluno (Exemplo RU 
1122334, Av será igual a -4; se o último número for 0 ou 1 adotar o Número 3). Adote o resistor 
�1 (entre 1kΩ e 3,3kΩ) e calcule �2 em função dele. Para os resistores calculados adotar o 
resistor de valor comercial mais próximo, Exemplo: se o resistor calculado foi de 3kΩ, adotar 
2,7kΩ ou 3,3kΩ (não tem problema em adotar um ou o outro). Recalcule o ganho de tensão 
agora com os valores comerciais dos resistores adotados e coloque este valor na Tabela 1. 
 
 
Figura 13: Circuito do amplificador não inversor 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13.2: Gráfico do circuito amplificador não inversor, montado no 
Isis Proteus 
Figura 13.1: Circuito amplificador não inversor, montado no Isis Proteus 
 
 
O ganho estipulado devido ao final do meu RU será de: 
�� = 2 
O valor adotado para resistor R1=1,5K 
 
Calculo resistor R2: 
�� = −
��
��
= 2 = 1 +
��
1,5
 → �� = 1,5� 
 
Foi usado um resistor de 1,5k para R2 
 
 
 
 
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��!"#!$#"%& = 1 +
��
��
= 1 +
1,5
1,5
= 2 → ()*) �� = 2 
 
��+,%-%& =
�.
�/
=
1,07
0,549
= 1,95 
 
 
 
 
Figura 14: Sinais de entrada e saída do amplificador não inversor 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: sinal de 1 volt na entrada 
Figura 16: sinal de 2 volts na entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17: sinal de 3 volts na entrada 
Figura 18: sinal de 4 volts na entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Conforme visto nas figuras acima, variamos a tensão de 1 á 5 volts, porém mantemos a 
mesma frequência e notamos uma resposta linear nas formas de onda na entrada e saída do 
amplificador, pois isso acontece devido a sua alta impedância de entrada, e sua baixa 
impedância de saída. 
Note também na figura 19 que, quando aumentamos o sinal de entrada para 5 volts, 
notamos que o sinal de saída chega até distorcer e não fica uma senóide perfeita, pois isso 
acontece devido a saída do amplificador saturar, obtendo assim quase a mesma tensão de 
alimentação da fonte simétrica. 
Com a tensão 549mV obteve-se um ganho de 1,95 para o circuito montado em 
protoboard, bem próximo ao ganho de 2 calculado teoricamente. O erro percentual é de2,5%, 
um pouco elevado, pois os componentes utilizados são reais e não ideais e também ocorrem 
pequenas divergências no circuito, resistência dos cabos dos instrumentos, ruído térmico, 
entre outros. 
 
Figura 19: sinal de 5 volts na entrada