Amplificadores Operacionais

UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS - UNISINOS

UNIDADE ACADÊMICA DE GRADUAÇÃO

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

AMPLIFICADORES OPERACIONAIS

DANIEL FIGUEIREDO

EDUARDO LAZZAROTTO

MORGANA CARDOSO

SÃO LEOPOLDO, ABRIL DE 2016

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SUMÁRIO

1 Introdução        

2 Metodologia        

2.1 Materiais utilizados.................................................................................................3

3 Desenvolvimento        

3.1 Amplificador Operacional........................................................................................3

3.2 Amplificador Operacional Inversor..........................................................................5

3.2.1  Medições.............................................................................................................5

3.2.3 Amplificador Operacional Inversor em rede “T”...................................................7

3.2.3.1  Medições..........................................................................................................8

3.3 Amplificador Operacional Não-inversor..................................................................9

3.3.1  Medições...........................................................................................................10

3.4 Amplificador isolador.............................................................................................11

3.4.1  Medições...........................................................................................................12

4 Conclusão        

5 Referências        

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1 introdução

Amplificadores operacionais são considerados dispositivos versáteis com uma imensa gama de aplicações, que permitem a amplificação de sinais elétricos, controle, geração de forma de onda senoidais ou não, entre outros. Possuem inúmeras vantagens comparado aos amplificadores discretos, tais como: economia de espaço de montagem, flexibilidade e excelente desempenho.

Este relatório tem como objetivo principal conhecer algumas características das configurações inversoras e não-inversora dos amplificadores operacionais, comparando o encontrado na prática com os calculos obtidos na teoria.

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2 METODOLOGIA

2.1 Materiais utilizados

• Protoboard;
• Condutores;
• CI 741;
• Osciloscópio digital;
• Fonte de tensão Simétrica;
• Gerador de sinais;
• Resistores 1kΩ;
• Resistores 3,3kΩ;
• Resistor 10kΩ;

        Os procedimentos realizados para elaboração do projeto estão descritos a seguir .

3 desenvolvimento

3.1 Amplificador Operacional

O amplificador operacional, ou amp-op, é um amplificador diferencial de ganho muito alto com impedância de entrada muito alta e impedância de saída baixa. É comum ser utilizado para a obtenção de variações na tensão (amplitude e polaridade), em osciladores, filtros e diversos tipos de circuitos de instrumentação. Quando aplicamos o sinal na entrada não inversora (+), ele é amplificado e aparece na saída com a mesma fase do sinal de entrada. Por outro lado, quando aplicamos um sinal na entrada inversora (-), ele surge na saída com a fase invertida. 

[pic 1]

Figura 1: Amplificador de sinal CA pelo Amplificador AmpOp.

[pic 2]

Figura 2: Curva (ganho x frequência) de um Amp.Op.

        Neste projeto utilizamos o CI 741, que consiste por um bloco amplificador de tensão de alto ganho baseado em transistores bipolares ou fet.

[pic 3]

Figura 3: Informações CI 741.

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3.2 Amplificador Operacional Inversor

Primeiramente foi realizado a montagem do amplificar inversor, conforme circuito abaixo, para obter os valores na prática. A saída é obtida pela multiplicação da entrada por um ganho fixo ou constante, fixado pelo resistor de entrada (R1) e o resistor de alimentação (Rf). Esta saída é invertida em relação a entrada.

[pic 4]

        Figura 4: Circuito Amplificador Inversor

Para obter o resultado final foi considerado um sinal de entrada vi dado por 100sen2000t mV.[pic 5]

Os valores dos componentes utilizados estão descritos a seguir:

• CI: circuito integrado – CI 741;
• R1: resistor 1kΩ;
• R2: resistor 10kΩ;
• Alimentação: +/-15V

3.2.1 Medições

Com o auxílio de um osciloscópio foram observados e medidos os sinais de saída (Vo) do amplificador inversor, conforme montagem realizada no laboratório.

[pic 6]

Figura 5: Montagem do Amplificador Inversor

[pic 7]

Figura 6: Sinal de Entrada

[pic 8]

Figura 7: Sinal de Saída do Amplificador

Utilizando os valores dos módulos dos sinais de entrada (vi) e saída (vo), foi calculado o ganho de tensão (Av e AdB) do amplificador inversor. Assim temos:

[pic 9]

[pic 10]

Para elaborarmos o comparativo, calculamos os valores teóricos do ganho de tensão (Av e AdB) e do módulo do sinal de saída (vo) do amplificador inversor. Assim temos:

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

Sendo assim, podemos comparar os valores medidos dos calculados:

	Valores Obtidos	Valores Calculados
Tensão de Saída (Vpp)	3,96	2
Ganho de Tensão (Av)	-19,8 vezes	- 10 vezes
Ganho de Tensão (Adb)	- 25,93 dB	- 20 dB