Aula 8B Amplificador Operacional II [Modo de Compatibilidade]

EE530 Eletrônica Básica I
Fabiano Fruett
Aula 8B - Amplificador Operacional II
• Integrador e Diferenciador
• Funções não lineares: Retificador de
precisão, Amp. Logarítmico, Amp. de raiz
quadrada
1
Amplificador com impedâncias generalizadas
Para a análise do amplificador com impedâncias
generalizadas será conveniente trabalhar no
domínio da frequência.
Assumiremos inicialmente o amplificador ideal.
2
Sedra Fig. 2.9
1
Integrador inversor
(Integrador Miller)
Vo ( s )
Z
1
=− 2 =−
Vi ( s )
Z1
sCR
Vo ( s )
1
=−
Vi ( s )
sCR
OBS: a função de transferência
apresenta um polo no origem
3
Sedra Fig. 2.11 a
Resposta em frequência
Em baixas frequências o amp op está trabalhando
praticamente em malha aberta, apresentando um
ganho bem alto!
4
2
Resposta no domínio do tempo
Vout = −
1
Vin dt
R1C1
∫
No caso particular da resposta ao pulso de entrada, com amplitude V1 e largura Tb:
Vout = −
∫
1
V
Vin dt = − 1 t 0 < t < Tb
R1C1
R1C1
5
Comparação entre integrador e circuito RC
Passa-baixas
6
3
Qual a tensão de saída se vI
possuir alguma componente CC
Como resolver este problema?
7
Integrador com limitador de ganho cc
Vo = −
RF
1
VI
R 1 + sCRF
8
Sedra Fig. 2.12
4
Curvas de Bode do Integrador Miller com limitador de ganho CC
K=
ω0 =
RF
R
1
RF C
D
9
Sedra/Smith Fig. 1.23
Gerador de onda triangular
Exercício: Considere uma onda quadrada simétrica de 20 V pico-apico, com valor médio nulo e 2 ms de período aplicada à um
integrador Miller. Calcule o valor da constante de tempo CR, tal
que a onda triangular na saída tenha uma tensão de 20 V pico a
pico.
10
5
Diferenciador
OBS: a função de transferência
apresenta um zero na origem
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Sedra Fig. 2.14
Resposta em frequência do diferenciador
Como atenuar o problema do ganho
infinito para altas frequências
D
12
6
Resposta no domínio do tempo
Vout = ∓ R1C1
∂Vin
∂(t )
13
Comparação entre diferenciador e circuito
RC Passa-altas
14
7
Comparação entre diferenciador e circuito RC Passaaltas com base na resposta em frequência
15
Como atenuar o problema do
ganho infinito para altas frequências
16
8
Resposta
−
R2
R1
1
CR2
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Diferenciador Prático
Exercício: Ache a função de transferência e o diagrama de Bode.
18
9
Por que a configuração não-inversora
produz diferenciador e integrador não ideais
Vout
Z
= 1+ 1
Vin
Z2
19
Integrador não inversor
Vo
Vi
i1
i2
V
20
Fonte: Savant Fig. 8.22
10
Retificador de precisão
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Amplificador Logarítmico
Vout = −VT ln
Vin
R1 I S
22
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Amplificador de raiz quadrada
V out = −
2V in
− VTH
W
µ n C ox
R1
L
CH8 Operational Amplifier as A Black Box
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Sugestão de estudo
• Razavi,
– Cap. 8 até seção 8.2.3 até 8.3.3 e exercícios
correspondentes
• Sedra/Smith,
– Seção 2.8, e exercícios correspondentes
• Savant
– Seção 8.7.7
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