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Amplificadores operacionais costumam ser utilizados para realizar a interface entre uma grande variedade de sensores (os quais realizam a medição d...

Amplificadores operacionais costumam ser utilizados para realizar a interface entre uma grande variedade de sensores (os quais realizam a medição de alguma grandeza física) com os sistemas computacionais que farão a sua leitura. Seu uso é necessário, pois os sinais dos sensores costumam ter uma amplitude baixa, devendo ser amplificados para serem lidos por um sistema digital. Você faz parte de uma equipe responsável pelo desenvolvimento de sistemas de automação residencial e está trabalhando nos processos de instrumentação de sinais. Veja mais: Descrição da imagem não disponível Responda: a) Explique essa relação existente entre Vo e Vs e apresente uma forma de controlar essa relação entre Vo e Vs. b) Você planejou utilizar o AmpOp alimentado em +15V e -15V, de maneira que a saída máxima que ele conseguirá gerar se encontra nessa limiar. Considerando que um sensor aplicado no interior da casa irá gerar um sinal senoidal variando entre +5Vp a -5Vp, qual será o ganho máximo a ser configurado no AmpOppara que essa entrada não sature a sua saída? c) Foi solicitado que você projete um amplificador que seja capaz de amplificar os sinais de um sensor de iluminação, o qual tem na saída um sinal de escala limitada entre +100mV a -100mV. A saída do AmpOp deve ser conectada a um controlador lógico programável, que é capaz de ler sinais entre -12V e +12V. Projete o amplificador de maneira que não ocorra saturação no sinal e que o resistor de entrada seja no máximo 1kΩ.

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a) A relação existente entre Vo e Vs é dada pelo ganho do amplificador operacional, que é a razão entre a tensão de saída e a tensão de entrada. Essa relação pode ser controlada através da escolha dos resistores que compõem o circuito do amplificador operacional. b) Para calcular o ganho máximo a ser configurado no AmpOp, é necessário levar em consideração a tensão máxima de saída do sensor (+5Vp) e a tensão máxima de saída do amplificador (+15V). Assim, o ganho máximo será dado por G = Vout/Vin = Vout/(5Vp * G) = 15V/5Vp, o que resulta em um ganho máximo de 3. c) Para projetar o amplificador, é necessário escolher um ganho que permita amplificar o sinal do sensor sem saturar a saída do amplificador. Assim, o ganho máximo será dado por G = Vout/Vin = Vout/(100mV * G) = 12V/100mV, o que resulta em um ganho máximo de 120. Para evitar a saturação, é necessário escolher um resistor de entrada que seja maior que 1kΩ. Uma opção seria utilizar um resistor de 10kΩ.

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