Laboratório_de_Eletrônica_E1

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Universidade de Bras´ılia
Faculdade de Tecnologia
Engenharia Mecatroˆnica
Laborato´rio de Eletroˆnica
Experimento 1
Discentes:
Rodrigo A
Sandro M
Docente:
Bras´ılia
1 Amplificador Inversor
Inicialmente, montamos o amplificador inversor baseado no esquema´tico pre-
sente no roteiro disponibilizado pelo professor na plataforma Aprender. O
resultado obtido encontra-se na figura 1(a);
a) Na presente medic¸a˜o foi observado amplificac¸a˜o do sinal acompanhado
de inversa˜o de fase senoidal. A tensa˜o verificada pode ser vizualizada na
figura 1(b);
Na figura 1(b) vemos que ambos os canais esta˜o apresentando dados em
0,5V por divisa˜o, a onda amarela e´ o sinal de entrada, ao passo que a onda
verde e´ o sinal de sa´ıda, apresentando um ganho aproximadamente superior
a 2 incluindo a inversa˜o de fase. Entretanto e´ importante compararmos a
resposta gra´fica com o ganho em formato anal´ıtico:
Ganho = −22kΩ
10kΩ
Portando, o ganho superior a 2 e invertido visto na figura 1(b) e´ condizente
com a teoria.
b) No oscilosco´pio foi observado tensa˜o nula e em tempo real pequenas
variac¸o˜es de tensa˜o em torno de zero. Na teoria estudada, o amplificador
ideal apresentam a mesma tensa˜o sendo igual a zero, devido ao curto cir-
cuito virtual. As pequenas variac¸o˜es sa˜o referentes a erros nos valores dos
resistores, impedaˆncia internas dos equipamentos utilizados, ou seja, a na˜o
idealidade permite q o curto virtual um valor proximo de zero, no entanto
dificilmente sera´ zero. Veja a figura 1(c);
c) Aumentamos a amplitude para 5Vpp, 10Vpp, 15Vpp e 20Vpp, iriamos
aumentar mais a amplitude, no entanto 20V e´ a tensa˜o ma´xima da fonte.
Entretanto como podemos ver na figura 1(d), com 20Vpp ja´ e´ poss´ıvel ob-
servar com clareza a saturac¸a˜o. O fenoˆmeno da saturac¸a˜o e´ decorrente da
amplificac¸a˜o que o amp-op deve fazer sendo limitado pelo valor da fonte
de alimentac¸a˜o deste amp-op, ou seja, se o ganho proporcionado pelo am-
plficador for maior que a fonte deste componente, ocorrera´ corte da onda
no valor ma´ximo da fonte do amplificador. Experimentalmente, observar a
exata tensa˜o em que comec¸a a saturac¸a˜o foi dificil deviddo a resoluc¸a˜o do
oscilosco´pio, por isto, aumentamos a tensa˜o para que o corte ficasse mais
evidente visualmente. Veja a figura 1(d).
2 Amplificador Na˜o-Inversor
Montamos o circuito para o amplificador na˜o-inversor, segundo o roteiro do
experimento sec¸a˜o 4.2. Veja a figura 1(e);
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a) A resposta do oscilosco´pio, figura 1(f), vemos que a entrada, sinal
verde, apresenta 2Vpp e a sa´ıda, sinal amarelo, apresenta, pouco mais de
6Vpp, pois o canal amarelo esta´ em 2V por divisa˜o. Analiticamente temos
que:
Ganho = 1 +
22kΩ
10kΩ
Fazendo os ca´lculos manualmente, verificamos que o ganho sera´ de 3,2V e
encontramos isso no oscilosco´pio, pois o aparelho mede do centro da onda ao
pico. Portanto, o experimento esta de acordo com a teoria.
b) Para verificar empriricamente que a impedaˆncia de entrada e´ muito
alta fizemos um teste. O teste feito consiste em colocar um resistor varia´vel
na entrada do Amp-Op e mesmo colocando um valor alto de impedaˆncia
o resultado do oscilosco´pio na˜o pode mudar, pois a impedaˆncia de entrada
do Amp-Op deve ser infinitamente grande. dessa forma vamos colocar um
resistor de alto valor de impedaˆncia e verificar se ha´ anomalia no oscilosco´pio.
No entanto, na˜o havia resistores varia´veis no laborato´rio, por isso colocamos
na entrada um resistor de 10k Ω, e mesmo com este valor a saida permaneceu
conforme a figura 1(g). Portanto a impedaˆncia de entrada do Amp-Op e´
realmente alta.
c) Medimos as tenso˜es entre as entradas inversora e na˜o-inversora do
Amp-Op. O sinal mostrado no oscilosco´pio e´ decorrente de um curto virtual,
e devido isto o terminal negativo e´ aproximadamente igual ao terminal posi-
tivo que recebe o sinal senoidal, portanto se comparamos estas duas entradas
do Amp-Op, e´ esperado que se tenha sinais muito semelhantes, como pode
ser visto na figura 1(h).
3 Seguidor de tensa˜o ou Buffer
Montamos o circuito seguidor de tensa˜o, baseado no item 4.3 do roteiro 1.
a) Entramos com um sinal de 10Hz e 1V de pico e obteve-se o resultado
na sa´ıda como mostrado na figura 1(i):
A onda verde indica o sinal enviado para a entrada do buffer, enquanto
a onda amarela representa a sa´ıda do mesmo. Esse efeito pode ser explicado
devido a caracter´ıstica do buffer ou seguidor de tensa˜o, que possui um ganho
unita´rio, de somente propagar o sinal aplicado em sua entrada sem altera-lo.
b) Montou-se o circuito resistivo apresentado na sec¸a˜o 4.3b do roteiro 1,
pore´m,por orientac¸a˜o do professor os resistores utilizados foram de 1MΩ. O
resultado obtido na leitura da sa´ıda dos resistores encontra-se na figura 1(j):
Apesar de esperarmos uma tensa˜o de sa´ıda com metade da amplitude da
tensa˜o de entrada, observamos que a tensa˜o de sa´ıda e´ 1/3 da tensa˜o de en-
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trada. Esse efeito pode ser explicado pela resisteˆncia interna do oscilosco´pio
que gira em torno de 1MΩ,ao colocarmos essa resisteˆncia do oscilosco´pio
em pararelo com os resistores do circuito, ocorre uma divisa˜o de tensa˜o que
explica essa queda inesperada na sa´ıda.
c) O circuito resistivo e o buffer foram interligados, como ilustrado na
figura 1(k).
Diferentemente do que ocorreu ao ligarmos o oscilosco´pio direto aos re-
sistores para medic¸a˜o, observamos um comportamento diferente com o uso
do buffer. Veja a figura 1(l).
Podemos observar que usando o buffer, a sa´ıda na˜o mais se apresentou
como 1/3 da entrada,mas permaneceu com metade da amplitude de entrada
como era o esperado para o comportamento de um divisor de tensa˜o com
resisteˆncias iguais. O buffer foi vantajoso neste caso, pois ao fazermos a
leitura com o oscilosco´pio na sa´ıda do buffer desprezamos o efeito da sua
resisteˆncia interna sobre o circuito resistivo, evitando assim perturbac¸o˜es
advindas das limitac¸o˜es f´ısicas dos equipamentos.
4 Amplificador de diferenc¸a
A partir da descric¸a˜o presente no roteiro 1,foi feito a montagem do Am-
plificador de Diferenc¸a, mostrado na figura 1(m), com R1 = 10KΩ e R2 =
22KΩ:
Entramos com um sinal V1 = 1V e V2 = sin (2pi10t). O resultado obtido
pode ser observado na figura 1(n);
A onda verde indica o sinal enviado para a entrada V2 do amplificador de
diferenc¸a e a onda amarela a sa´ıda do mesmo. Sabemos que o amplificador
de diferenc¸a e´ regido pela seguinte equac¸a˜o:
Vo =
R2
R1
(V2 − V1) (1)
Podemos observar portanto,que ao subtrairmos V2 de V1 e´ esperado que
a onda se desloque cerca de 1V negativo em sua amplitude e amplie o sinal
resultante em cerca de 2,2 devido a relac¸a˜o entre os resistores,como podemos
observar nos sinais obtidos.
5 Anexo de figuras
3
(a) Montagem Amplificador Inversor (b) Entrada e Sa´ıda amplificador inver-
sor
(c) Tenso˜es nas entradas inversora e na˜o
inversora
(d) Saturac¸a˜o Amplificador Inversor
(e) Montagem Amplificador Na˜o-
Inversor
(f) Resposta ao Amplificador na˜o-
inversor
(g) Impedaˆncia de entrada (h) Tensa˜o entre entradas do Amp-Op
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(i) Resposta Seguidor de Tensa˜o (j) Circuito Resistivo
(k) Circuito Resistivo + Buffer (l) Respota Circuito Resistivo + Buffer
(m) Montagem Amplificador de Dife-
renc¸a
(n) Resultado Amplificador de Dife-
renc¸a
5
	Amplificador Inversor
	Amplificador Não-Inversor
	Seguidor de tensão ou Buffer
	Amplificador de diferença
	Anexo de figuras