O AMPLIFICADOR INVERSOR E NÃO INVERSOR

[pic 1]

CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER

ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA

BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA DE INSTRUMENTAÇÃO ELETRÔNICA

AMPLIFICADOR INVERSOR E NÃO INVERSOR

 

aNDRÉ TEIXEIRA DOS SANTOS

VIVIANA R. ZURRO

cANOAS - RS

2018

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SUMÁRIO

RESUMO        i

1        INTRODUÇÃO        1

1.1        FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA        1

1.2        OBJETIVOS        1

1.2.1        Objetivo geral        2

3.        resultados E discussão        6

4.        CONCLUSÕES        7

5.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        7

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RESUMO

Este documento apresenta uma introdução de estudo da cadeira de Instrumentação Eletrônica, realizado para avaliar circuitos com amplificadores operacionais, cuja finalidade é testar/mostrar quão eficaz é esse componente, os conceitos funcionais de uma realimentação negativa ou positiva, a fim de controlar a tensão na sua saída, já que se não fosse por isso haveria uma tensão muito alta, que seria difícil o próprio amplificador fornecer e a simples medição também ficaria comprometida. Diante disto especificou-se cada passo do trabalho a fim de facilitar a avaliação final.

Palavras-chave: Amplificador Operacional, Realimentação, Inversibilidade

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1. INTRODUÇÃO

No experimento proposto pede-se que sejam montados dois circuitos amplificadores (INVERSOR R NÃO-INVERSOR) alimentados com sinal senoidal de 500mV e frequência de 1KHz e se tenha um ganho em função do último número do RU do aluno com valor negativo, a fim de que se torne possível validar os conhecimentos adquiridos durante as aulas da disciplina, no que abrange a utilização de Amplificadores Operacionais; o primeiro experimento é a montagem de um circuito inversor (realimentação negativa), e o segundo de um circuito não inversor (realimentação positiva). Para ambos os casos, foi utilizado como elemento principal dos circuitos o amplificador LM358, cuja função é amplificar a tensão de entrada através do seu ganho interno, para isso foram utilizados demais materiais listados, inerentes a montagem dos circuitos.

 

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Tendo em vista que o amplificador operacional é um elemento ativo no circuito, ou seja, ele responde a uma excitação sofrida através de suas entradas (+ e -) gerando um sinal amplificado na saída Vo, e por ter uma alta impedância na entrada e baixa impedância na saída esse componente em malha aberta tem altíssimo ganho (acima de 100.000), o que gera uma tensão de saída que será limitada pela sua saturação, e por não ser Rail-to-Rail, não atingirá a mesma tensão de alimentação do amplificador, conforme cita (HAROLDO AMARAL, 2015).

 

1. OBJETIVOS

Montar os circuitos apresentados nos diagramas, e a partir disto alimentar com as devidas tensões e formas de onda fazendo as simulações necessárias, após isso será necessário tirar conclusões sobre cada caso especifico de circuito.

1. Objetivo geral

Projetar e testar os circuitos com amplificadores operacionais.

2.  METODOLOGIA

Avaliou-se o estado das duas baterias que foram utilizadas para montagem da fonte simétrica primeiramente, a fim de que ambas estivessem com níveis de tensão adequados para alimentar o circuito, após separou-se os elementos para montagem do circuito sobre o protoboard, checou-se a tensão da fonte simétrica e após montado foi conectada ao circuito e ao programa computacional Hantek 6022 para verificações via osciloscópio.

O RU 15012073 tem final “3”, para isso foi arbitrado o resistor R1 de 1,5Kohm de 1/4W para que o resistor de realimentação R2, calculado através da equação 1 o valor de 4,5Kohms (fórmula 1). Assim tem-se o ganho esperado de “-3” (Av = -3). Anotados os valores na tabela 1, executam-se as verificações solicitadas no resumo da atividade proposta.

Circuito Amplificador Inversor:

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Fórmula 1:

𝐴𝑉 = 𝑣𝑜/𝑣𝑖 = −𝑅2/𝑅1

Como não foi encontrado o resistor de 4,5Kohms, foi adotado um resistor de 4,7Kohms por 1/4W, o que alterará a resposta final solicitada de ganho Av = -3; abaixo o valor calculado:

Equação 1:

𝐴𝑉 = −𝑅2/𝑅1 = > 3 = R2/1,5K => R 2 = 3*1,5K = 4,5Kohms ~ 4K7

Tabela 1:

AVcalculado − 𝑹𝟐/ 𝑹𝟏	AVmedido 𝒗𝒐 / 𝒗𝒊
3,13	3,08

Na foto 1 temos a forma de onda com seus valores de amplitude do sinal Vi e a saída Vo para um sinal de entrada Vi = 500mV/1KHz.

Foto 1:

[pic 3]

Após foi solicitado que se eleve a tensão Vi para 10V pico a pico, e o que se observa é que tal variação gera uma saturação na saída Vo (foto 2), limitando o valor a 18,2V versus tensão de alimentação em 18,64V, apesar dele ficar bem próximo da tensão de alimentação, ocorreu uma perda, decorrente de perdas internas e de circuito, desta forma ele não e rail-to-rail.