A Amplificador Operacional

Faculdade Estácio de Belém

Polo Instituto de Ensinos Superiores da Amazônia (IESAM)

Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação

Rafaela Rabelo de Souza, 201501354701

Sofia Franco Henriques, 201702137112

Leonardo Torres, 201501368796

Relatório referente aos experimentos realizados no laboratório da disciplina Eletrônica Aplicada à Automação

Belém

201

⦁ Objetivo

- Entender e aprender a utilizar um amplificador com sinal inversor e não inversor;

- Compreender e visualizar, na prática, todos os conceitos ensinados em sala de aula.

- Definir o ganho dos circuitos amplificadores através dos resistores utilizados.

⦁ Introdução

A Eletrônica analógica é um ramo da Eletrônica onde estudam-se Leis e ferramentas que orientam um circuito elétrico. Um circuito elétrico é composto por um conjunto de elementos elétricos como resistores, capacitores, amplificadores operacionais, diodos, geradores elétricos, que possibilitem a formação de um trajeto fechado afim de que haja a circulação de corrente elétrica, de modo que a mesma proporcione o efeito desejado.

O amplificador operacional foi utilizado inicialmente em computadores para executar tarefas básicas como adição, subtração, divisão e multiplicação. Os amplificadores modernos possuem diferentes parâmetros de encapsulamento e de alimentação padronizada, atualmente é bastante utilizado na eletrônica.

A maioria dos amplificadores operacionais possuem uma pinagem padronizada e um circuito interno integrado que permite diversas funções dentro de um circuito elétrico, destacando a amplificação de sinais elétricos. O amplificador operacional pode ser somador, subtrator, inversor, não inversor, entre outros, sendo que nos experimentos contidos neste relatório utilizamos as aplicações inversor e não-inversor.

O presente relatório do experimento executado em laboratório, tem como base os estudos teóricos sobre amplificadores operacionais, bem como, o funcionamento e aplicações dos mesmos em um circuito elétrico.

⦁ Referencial teórico

Um amplificador operacional é um circuito integrado amplificador, com um ganho elevado, seu diferencial é que ele tem duas entradas, uma inversora negativa e outra não inversora positiva, a tensão de sua única saída é o resultado da diferença entre as entradas inversora e não inversora multiplicado pelo ganho.

Os amplificadores operacionais tiveram suas origens em computadores analógicos, este circuito integrado amplificador recebeu o nome de “operacional” porque foi projetado inicialmente para realizar operações matemáticas utilizando a tensão como uma analogia de quantidade.

Esta é a base dos computadores analógicos onde o amplificador operacional  era utilizado para realizar as operações matemáticas básicas como a adição, subtração, integração, diferenciação, entre outras.

O amplificador operacional

O desenho eletrônico de uma amplificador operacional típico, como já falamos ele tem duas entradas – INPUT (inversora) e  + INPUT (não-inversora), alimentação DC +Vss e -Vss, e a saída Output.

O funcionamento do amplificador operacional é simples, basicamente ele amplifica a diferença entre as duas entradas (– inversora e + não-inversora), e mostra o resultado em sua saída, e esse componente é muito usado hoje e abaixo uma pequena lista da sua utilização:

Amplificador diferencial

Amplificador de tensão

Amplificador de saída

Circuitos de polarização

Amplificador diferencial

Pré-amplificadores e buffers de áudio e vídeo

Circuitos diferenciadores e integradores

Circuitos de filtros

Circuitos de retificadores de precisão

Circuitos de detectores de pico

Circuitos de reguladores de tensão e corrente

Circuitos de calculadoras analógicas

Circuitos de conversores analógico-digitais

Circuitos de conversores digital-analógico

Circuitos de Fixação de tensão

Entre outros..

Inversor

Nesta configuração o sinal a ser amplificado é aplicado à entrada inversora do AMPOP, enquanto a entrada não inversora é conectada ao GND do circuito. Esta conexão com o GND fornece algo que chamaremos de referência forte, e na verdade todo sinal aplicado à entrada não inversora será uma referência forte para as análises. Não existe corrente nas entradas do AMPOP e a tensão nas duas entradas é igual (não existe diferença de potencial).

Não-Inversor

Na configuração não inversora o sinal a ser amplificado é aplicado diretamente na entrada não inversora. A tensão vin aplicada na entrada não inversora será a mesma tensão na entrada inversora devido ao curto virtual.

A impedância de entrada desta configuração é a própria impedância de entrada do AMPOP, dado disponível no datasheet do modelo em uso. Tal característica é muito interessante quando devemos evitar ao máximo interferir na fonte a ser medida.

Amplificador LM741

O amplificador operacional 741 é um dos circuitos integrados clássicos da eletrônica. Ele é o amplificador operacional genérico com o qual todos os outros são comparados.  O 741 exige uma fonte de alimentação simétrica e seu funcionamento pode ser resumido da seguinte forma: Uma tensão aplicada à entrada não inversora (+) é subtraída da