Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
8.35 Para o retificador de precisão da Fig. 8.22(b), desenhe o gráfico da corrente que flui por D1, em função do tempo, para uma entrada senoidal. F: X entra no -, tem um diodo na saida, um resistor e Vin no +. R: Quando D1 ta ON, Vin > 0. Vout = Vin = Id1R1 Id1 = Vin/R1 Quando D1 ta OFF, Id1 = 0. O grafico eh de Id1 por t que tem que fazer sao 3 "dentes" arredondados no eixo x separados por um espaco Sendo sua amplitude maxima, batendo no Vin/R1 no eixo y. ------------------------------------------------------------ 8.36 Para o retificador de precisão da Fig. 8.23(b), desenhe o gráfico da corrente que flui por D1 em função do tempo, para uma entrada senoidal. F:X entra no - com um diodo, um resistor, terra entra no +, com Vin e saida Y. R:D1 ta ON, Vin > 0. Vx = 0 O grafico eh de Id1 por t que tem que fazer sao 3 "dentes" arredondados no eixo x separados por um espaco Sendo sua amplitude maxima, batendo no Vin/R no eixo y. ------------------------------------------------ 8.30 Considere o somador de tensão mostrado na Fig. 8.54. Desenhe o gráfico de Vout em função do tempo para V1 = V0senwt e V2=V0sen(3wt). Suponha R1=R2 e A0 = oo. R.: Vout=-Rf((V1/R1)+(V2/R2)) R1=R2 Vout= -Rf/R1(V1+V2) Grafico Vout/t Desenho no eixo x: w no negativo; M no positivo; w no negativo ------------------------------------------ 8.31 O amp op da Fig. 8.54 tem um ganho finito. Calcule Vout em termos de Vx e de V2. R.: By KCL -(v1-Vx)/R1 + (V2-Vx)/R2 = -(vout-Vx)/Rf -Vout = -A0Vx -Vx= -Vout/A0 (V1/R1+V2/R2)+Vout/A0(1/R1+1/R2+1/Rf)=-Vout/Rf -(V1/R1+V2/R2)=Vout[1/Rf+1/A0(1/R1+1/R2+1/Rf)] Vout = -[1/Rf + 1/A0(1/R1 + 1/R2 + 1/Rf)]^-1... ...(V1/R1 + V2/R2) ------------------------------------------- 38.Considere o retificador de precisao mostrado na fig 8.58 onde um resistor parasita Rp aparece em paralelo com D1. Desenho os graficos de Vx e Vy em funcao do tempo, em resposta a uma entrada senoidal. Use um modelo de tensao constante para o diodo. V+ = V- Vx = Vin Vin < 0 Então D1 desliga e Vx segue Vin Quando Vin vai ficando positivo, o diodo ainda fica off ate Vin(Rp/R1) > Vd,on Quando o diodo liga, Vy vai travar em Vin+Vd,on e ai, Vx = Vout = Vin Vy = Vin(1+Rp/R1) para Vin<Vd,on(R1/Rp) Vy = Vin + Vd,on para Vin>Vd,on(R1/Rp) Grafico: Desenha uma senoide de max = V0+Vd,on e min = -V0(1+Rp/R1), (Essa eh menor que a outra)E outra de amplitude V0. A maior eh Vy(t) A menor Vx(t) ----------------------------------------------------------------------------- 39.Desejamos aumentar a velocidade do retificador mostrado na fig.8.22b por meia da conexao de um diodo do no Y para a terra. Exploque como isto pode ser conseguido. Grafico é = um castelo. So tem as pontas da senoide e desce tudo reto no final pra negativao. A senoide aparece quando Vd1,on A saida do Opamp varia mt num retificador de precisao. Isso reduz a velocidade do circuito conforme o amp op tem que se recuperar do valor saturado antes de ligar o diodo. Na figura tem outro diodo ligado entre Y e terra Esse diodo bloqueia que o amp op entre no estado de saturacao dando um valor DC (Vd,on). ------------------------------------------------------------- 41.Na Fig. 8.24, suponha que o ganho do amp op seja finito. Determine a característica entrada/saída do circuito. Fig 8.24: Vin ligando no R1, que liga no - do amp op. X sai do - e liga no transistor Q1, que liga no Vout. + no 0. R.: By KCL (Vin-Vx)/R1 = IR1 Vbe= Vtln[((Vin-Vx)/R1)/Is] = -Vout -AzeroVx = Vout Vx = -(Vout/Azero) Vout = -Vtln[(Vin+(Vout/Azero))/R1Is] ---------------------------------------- 42.Um estudante tenta construir um amplificador logarítmico não inversor, como ilustrado na Fig. 8.59. Descreva o funcionamento desse circuito. Fig 8.59: Vin ligando no +, R1 liga no - do amp op. X sai do - e liga no transistor Q1, que liga no Vout. This circuit will not function as a Noninventing opamp: Assuming Azero = infinito; Vt = Vin Vbf = Vtln[(-Vin/R1)/Is] Vout = -Vbe Vout = -Vtln(-Vin/RIs) ----------------------------------------- 43. Diferenciando os dois lados de (8.66) em relação a Vin, determine o ganho de tensão de pequenos sinais do amplificador logarítmico ilustrado na Fig.8.24. Desenhe o gráfico da magnitude do ganho em função de Vin e explique por que se diz que o circuito tem uma característica “compressora”. R.: Vout = -Vtln(Vin/R1Is) dVout/dVin = - Vt/Vin Grafico ganho/Vin: Exponencial saindo de quase 0Vin, até quase zero do ganho. The gain is compressive, because as Vin increases the magnitude of the gain decreases. ------------------------------------------ 44. O amplificador logarítmico da Fig. 8.24 deve “mapear” um intervalo de entrada de 1 V a 10 V em um intervalo de saída de —1 V a —1,5 V. (a) Determine os necessários valores de Is e de R1. (b) Calcule o ganho de tensão de pequenos sinais nos dois extremos do intervalo. R.: Set Vout = -0.5V when Vin = 1V -0.5 = -Vtln(1/R1Is) R1Is = 2.0612x10^-8 When Vin = 10V Vout = -Vtln(10/2.0612x10^-8) Vout = -0.558V > -1V Setting R1Is = 2.0612x10^-8 meets the specification Choose Is = 1x10^-16 R1 = 20.61MOhms ------------------------------------------ 45. O circuito ilustrado na Fig. 8.60 pode ser considerado um “verdadeiro” amplificador de raiz quadrada. Determine Voul em termos de Vin e, diferenciando o resultado em relação a Vin, calcule o ganho de pequenos sinais. Fig 8.60: Vin ligando no R1, que liga no - do amp op. X sai do - e liga no transistor M1, que liga no Vout. Vth no +. R.: Assume Azero = infinito. IR1 = (Vin-Vth)/R1 = (1/2)K'(Vgs-Vth)^2 Where k'= (W/L)CoxMn Vgs = -Vout (1/2)k'(-Vout-Vth)^2= (Vin-Vth)/R1 (-Vout-Vth)^2 = [(2(Vin-Vth))/k'R1] (-Vout-Vth) = Raiz[(2(Vin-Vth))/k'R1] Vout = -Raiz[(2(Vin-Vth))/k'R1] - Vth Small signal gain = -(d/dVin)Raiz[(2(Vin-Vth))/k'R1] =1/(k'R)Raiz[k'R1/(2(Vin-Vth))] =Raiz[1/(2k'R1(Vin-Vth))] ----------------------------------------- 8.46. Para o circuito mostrado na Fig. 8.61, calcule Vout em termos de Vin. Fig 8.61: Vin ligando no R1, que liga no - do amp op. X sai do - e liga no transistor M1(setinha entrando), que liga no Vout. + no 0. R.:By KCL (Vx-Vin)/R1 = Isdm1 Assumme Azero = infinito. Vx = Vt = 0V -Vin/R1 = 1/2 k'(Vgs - |Vth|)^2 where k'=up(W/L)Cox V = -Vout -Vin/R1 = 1/2k'(-Vout-|Vth|)^2 -(2Vin/R1k') = (Vout+|Vth|)^2 Vout = Raiz(-(2Vin/R1k') - |Vth| ------------------------------------------ 8.47 No amplificador não inversor da Fig. 8.62, o deslocamento DC do amp op é representado por uma fonte de tensão em série com a entrada inversora. Calcule Vout. F:Vos, R1, R2, AMPOP ( Vin ligado no +) R: A0 = infinito V+ = V- = Vin Vin + Vos = Vout(R1/R1+R2) Vout = (1 + R2/21)(Vin + Vos) -------------------------------------------- 8.48 Suponha que cada amp op da Fig. 8.28 apresente um deslocamento de entrada de 3 mV. Determine o máximo erro de deslocamento em Vout se cada amplificador for projetado para um ganho de 10. F: 2 AMPOPS, 4 Resistores R:Vx = 10Vos = 30mv Vout = 10(Vos + Vx) = 330M ------------------------------------------- 8.49 Para o amplificador inversor ilustrado na Fig. 8.63, calcule Vout se o amp op apresentar um deslocamento de entrada Vout. Admita A0 = infinito. F:Vin ligado no -, R2 e R1 Ligados no -. R:(Vin - Vos)/R2 = -(Vout - Vos)/R1 Vout = -R1/R2(Vin - Vos) + Vos ------------------------------------------------------ Questao 8.53: Suponha que as correntes de polarização de entrada da Fig. 8.31 estejam ligeiramente deslocadas, ou seja,Id1 = Id2 +delta1. Calcule Vout Figura: Vin Ib1 Ib2 ampOp R1 R2 Resolucao: Vout = R1Ib2 Vout is dependent of Ib, Also Ib1 will not affect Vout/vin, thus the small offset (delta1 is the input bias current, has no effect on Vout) ------------------------------------------- Questao 8.54 Repita o Exercício 53 para o circuito mostrado na Fig. 8.33. Qual é o máximo valor permitido para R1//R2 para que o erro de saída devido ao descasamento das correntes permaneça abaixo de um certo valor deltaV? Figura: Vin, R1, R2, AmpOp, R1,R2 Resolucao: Usando superposicao passo 1: Retire Ib1 do circuito desenhe o circuito sem Ib1 V+ = V- = 0 , Vx = 0 Vout(Ib2) = -R1Ib2 passo 2: volte Ib1 e Retire Ib2 do circuito desenhe o circuito sem ib2 substitui Ib1 por fonte de tensao no inicio do circuito Vin = Ib1(R1//R2) Vout(Ib1) = Ib1(R1R2/(R1+R2))(1+(R1/R2)) Vout(Ib1) = Ib1R1 Dado que Ib1 - Ib2 = deltaI e Vout = Ib1+Ib2 Ib1R1 - Ib2rR1 < deltaV deltaIR1 < deltaV R1 < deltaV/deltaI ------------------------------------------- Questao 8.56 Um amplificador não inversor incorpora um amp op cuja resposta de frequência é dada pela Eq. (8.84). Determine a função de transferência do circuito em malha fechada e calcule a largura de banda. Resolucao: Desenhe um amp op nao inversor, Vin, R1 ligado na entrada negativa do amp Op e R2 ligado na saida e na realimentacao negativa, Entrada positiva do amp op na terra Vout/Vin= -1/((R2/R1) +(1/A0)(1+(R2/R1)) A0 se torna A0/(1+(s/w1)) Vout/Vin = -1/((R2/R1) +(A0/(1+(s/w1))(1+(R2/R1)) Vout/Vin = -(1+(s/w1))/((1+(s/w1))(R2/R1) +A0(1+(R2/R1)) para achar o polo, considere o denominador como 0 (1+(s/w1))(R2/R1) +A0(1+(R2/R1) = 0 1+(s/w1) = -(R1/R2)A0(1+(R2/R1) |wp,closed| = (1 + (R1/R2)A0(1+(R2/R1))w1 -------------------------------------------------------- Questao 8.57 A Fig. 8.64 mostra um integrador que emprega um amp op cuja resposta de frequência é dada por A(s) = A0/(1+(s/w0)) Determine a função de transferência do integrador completo. Simplifique o circuito quando w0 >> 1/(R1C1). Figura, amp op integrador, mesma coisa do inversor da questao 8.56 mas com C1 no lugar de R2 (Vin - V(-))/R1 = (V(-) - Vout)sC1 -V(-)A(s) = Vout substitui a segunda na primeira Vout(s)/Vin = -(((sC1R1)+1)/(A(s)) + sC1R1)^-1 ps: tudo elevado a -1 Vout(s)/Vin = (((sC1R1)+1)(1+(s/w0))/A0 + SC1R1)^-1 Vout(s)/Vin = ((1/A0w0)(sw0C1R1 + s^2C1R1+s) + sCR)^-1 ps: o elevado é só o s, c1r1 ta multiplicando s^2 Vout(s)/Vin = -(s(C1R1 + (1/A0w0)) + s^2(C1R1/A0wo))^-1 Vout(s)/Vin = -(sC1R1 + s^2(C1R1/A0wo))^-1 Vout(s)/Vin = -1/((1+(s/A0w0))(s/(1/R1C1))) ----------------------------------------------------------- Questao 8.59 O buffer de ganho unitário da Fig. 8.3 deve ser projetado para alimentar uma carga de 100 ohm, com erro de ganho de 0,5%. Determine o ganho do amp op quando este tem uma resistência de saída de 1 kohm. Figura: Vin amp op Vout RL Resolucao (Vin - Vout)A0RL/(Rout+RL) = Vout Vout/Vin = 1/(1+(Rout+RL)/(A0RL)) = 1 - (Rout+RL)/(A0RL) Erro de ganho(E) = (Rout+RL)/A0RL A0 = (Rout+RL)(ERL) A0 = (1000+100)/0,005*100 A0 = 2200