Relatorio5_LuizaPin_DayvidPretti_WilsonGuerra

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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO – IFES 
CAMPUS SERRA 
 
COORDENADORIA DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 
 
 
LUIZA PIN 
DAYVID PRETTI 
WILSON GUERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA ANALÓGICA – AULA PRÁTICA No. 5 
 
AMPLIFICADOR OPERACIONAL – DERIVADOR 
REGULADOR PROPORCIONAL DERIVATIVO (PD) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SERRA 
2015 
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INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO – IFES 
CAMPUS SERRA 
 
COORDENADORIA DE ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 
 
 
 
 
 
LUIZA PIN 
DAYVID PRETTI 
WILSON GUERRA 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA ANALÓGICA – AULA PRÁTICA No. 5 
 
 
 
 
 
 
 Trabalho apresentado à disciplina 
Eletrônica Analógica do IFES Serra 
como requisito parcial para 
aprovação na referida disciplina. 
 
 Prof. Dr. Daniel Cruz Cavalieri 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SERRA 
2015 
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SUMÁRIO 
OBJETIVO ....................................................................................................................... 4 
CIRCUITO DERIVADOR ............................................................................................... 5 
REGULADOR PD (PROPORCIONAL DERIVADOR)................................................. 8 
CONCLUSÃO ................................................................................................................ 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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OBJETIVO 
 
O objetivo deste relatório é a montagem e análise do comportamento de 
dois circuitos eletrônicos baseados em amplificadores operacionais (amp-op): 
um circuito derivador, e um regulador PD (proporcional derivador), o qual é 
uma variação do integrador, atuando na região após a freqüência de corte, 
performando assim a operação de integração e tendo o ganho proporcional 
gerado pela associação de impedâncias. 
 
 
 
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CIRCUITO DERIVADOR 
 
Para este experimento, foram usados os seguintes materiais: 
 01 LM741C (amp-op) 
 02 resistores de 10k 
 01 resistor de 100k 
 01 capacitor poliéster metalizado 10Nf 
Montagem do circuito derivador no laboratório: 
 
 
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Aplicando uma tensão triangular de 1 Vpp e f = 250Hz na entrada do circuito, 
observamos a tensão de saída dada na figura: 
 
A freqüência de corte é dada por: 
𝑓𝑐 = 
1
2𝜋𝑅𝑠𝐶𝑓
 
Onde Rs = 10k e Cf = 10nF, temos fc = 1588,81 Hz. 
 
Cálculo em banda passante: 
𝐺𝑏𝑝 =
𝑅𝑓
𝑅𝑠
=
100𝑘
10𝑘
= 10 
Abaixo da frequência de corte ele funciona como derivador e após a frequência 
de corte ele é um amplificador inversor. 
 
 
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Simulação no Proteus: 
 
Figura 1 – Circuito Derivador. 
 
 
Aplicando-se uma tensão quadrada (clock) de 1Vpp e f = 250Hz em Vin, 
obtem-se: 
 
 
Figura 2 – Forma de onda de saída x entrada do Derivador. 
 
 
A forma de onda de saída é a derivada da forma de onda da entrada, visto que, 
dado o comportamento onde a entrada assume valores ideais discretos zero e 
um, a derivada irá gerar inclinações associadas à taxa de variação do sinal de 
entrada em função do tempo, comprovando o conceito de derivada. 
Em altas frequências o ganho do derivador tende a ∞ . Isto torna o derivador 
muito sujeito a ruídos e problemas de estabilidade. Os derivadores práticos 
utilizam um limitador de ganho em altas frequências, esta redução de ganho 
em altas frequências pode ser obtida pela inserção de um resistor R2 ao 
circuito original no nosso caso foi inserido o RS. 
 
 
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REGULADOR PD (PROPORCIONAL DERIVADOR) 
 
Montagem do circuito derivador no laboratório: 
 
 
Aplicando uma tensão quadrada de 1Vpp e f = 250Hz na entrada do circuito, 
observamos a tensão de saída Vo: 
 
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Simulação no Proteus: 
 
Figura 03 – Regulador PD desenhado no Proteus 
 
 
 
Figura 04 – Regulador PD sendo avaliado no Osciloscópio do Proteus 
 
O controlador PD (proporcional derivativo) dependendo da dinâmica do 
processo, o sinal de controle estará em "atraso" para corrigir o erro. É um 
sistema de controle que forma a entrada do circuito à partir do erro e da 
derivada do erro no tempo. A derivada do erro no tempo permite que se acelere 
a saída do circuito, fazendo com que esta seja mais rápida. Esta velocidade 
pode se traduzir em oscilações indesejadas na resposta do sistema. Este 
controlador tende ser muito sensível a ruídos no erro de entrada; Se uma 
oscilação causada por ruído causar uma derivada muito elevada, esta 
oscilação pode instabilizar o sistema; 
Os valores das constantes do controlador podem ser calculados utilizando 
vários métodos e podem ser escritos nas formas: 
 
𝑉𝑜
𝑉𝑖
(𝑠) = −𝐾𝑝[1 + 𝑇𝑣. 𝑆] 
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Visto que: 
𝐾𝑝 = 
𝑅𝑓
𝑅𝑖
 
𝑇𝑣 = 𝑅𝑖. 𝐶𝑖 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
Através destes experimentos práticos, pôde-se obter mais habilidades em 
simulação computacional em softwares e testes na protoboard. 
Tambem foi possível verificar a resposta do circuito através da análise 
gráfica na parte prática com a resposta encontrada na parte simulada, onde 
as mesmas obtiveram o mesmo resultado.