Amplificador Operacional Diferenciador e Integrador

Relatório da Prática 7 - Amplificador Operacional Diferenciador e Integrador

Eletrônica 1 - 91138

Prof. José Carlos Rossi

Autores:

Guilherme Tejada Stahlberg RA: 507997

Samantha Garcia Deeke RA: 595403

São Carlos, 19 de Janeiro de 2017

Resumo

O experimento buscava analisar e compreender a utilização do operacional 741 na construção de circuitos diferenciadores e integradores. Para tal, foram desenvolvidos dois circuitos para analisar individualmente cada aplicação desse operacional. Os resultados obtidos foram coerentes com o que era previsto pela teoria, evidenciado pelo sinal de saída de cada circuito. As maiores fontes de incertezas se deram a partir do mau funcionamento de alguns componentes que acabaram por gerar uma interferência no sinal de saída dificultando sua leitura.

Objetivos

A prática tem como objeto o estudo e análise do operacional 741, desempenhado as funções de amplificador diferenciador e integrador.

Fundamentos Teóricos

Um amplificador operacional ou amp op é um amplificador com ganho muito elevado, tendo dois terminais de entrada: um designado por terminal inversor(-) e o outro identificado por terminal não inversor(+). A tensão de saída é a diferença entre as entradas (+) e (-) , multiplicado pelo ganho em

A saída do amplificador pode ser única ou diferencial, o que é menos comum. Os circuitos que utilizam amp ops frequentemente utilizam a realimentação negativa (negative feedback). Porque devido ao seu ganho elevado, o comportamento destes amplificadores é quase totalmente determinado pelos elementos de realimentação (feedback).

O amplificador operacional ideal tem um ganho infinito em malha aberta, largura de banda infinita, impedância de entrada infinita, impedância de saída nula e nenhum ruído, assim como offset de entrada é zero (exactamente 0 V na saída quando as duas entradas forem exatamente iguais) e nenhuma interferência térmica. Os circuitos integrados de amp ops utilizando MOSFETs são os que mais se aproximam destes valores ideais em limites de largura de banda.

O amplificador operacional é provavelmente o dispositivo único mais bem sucedido na área de circuitos eletrônicos analógicos. Com apenas alguns poucos componentes externos, ele pode ser ajustado de modo a fazer uma grande variedade de funções em processamento de sinal. Também possui um preço relativamente baixo.

3.1 Amplificador integradores

Um integrador é um circuito eletrônico que realiza um processo de integração (soma infinitesimal) dos sinais decorrentes da variação do sinal de entrada conforme sua variação no intervalo de tempo analisado. A integração é uma das operações fundamentais do cálculo, o inverso da diferenciação ou derivação. Um circuito que realiza a diferenciação é chamado circuito diferenciador.

Integradores podem ser construídos através de diversos tipos de circuitos, mas a forma mais comum é constituída de um amplificador operacional com realimentação negativa através de um capacitor. Uma tensão é aplicada, através de um resistor, na entrada inversora deste amplificador operacional e a entrada não inversora é aterrada. A corrente fornecida pela fonte é transmitida ao capacitor que, por sua vez, se carrega.

3.2 Circuito diferenciador

Um diferenciador é um circuito que realiza a operação matemática da diferenciação. Ele produz uma tensão de saída proporcional à tensão de entrada. As aplicações mais comuns de um diferenciador são a detecção das bordas dianteiras e posterior de um pulso retangular, ou a produção de uma saída retangular a partir de uma entrada rampa.

Ao contrário do integrador faz-se, agora, a realimentação negativa por um elemento resistivo,enquanto o elemento capacitivo aparece em série com o terminal da entrada inversora e o sinal de entrada.

Procedimento Experimental

Para a execução da prática vigente, foram montados dois circuitos ilustrados a seguir:

Diferenciador Operacional

Para a realização desta etapa o circuito da figura 4 foi montado, após verificar as ligações a placa foi conectada à fonte de alimentação.

O canal 1 e 2 do osciloscópio foi ajustado para 0,5 V/divisão e base de tempo de 0,5 ms/divisão, com o acoplamento em corrente alternada

A tensão de saída foi ajustada para uma onda triangular com tensão pico-a-pico de 1,0V.

Medir a tensão de pico negativa bem como o período em que a tensão de onda da saída em que ela é negativa

Comparar o dado obtido com o teórico, usando a equação Vs= -2RrCVmt