Laboratorio: Amplificadores Operacionais
Laboratório: Introdução aos Amplificadores Operacionais
Objetivos
Conhecer um amplificador operacional, configurado como amplificador inversor, observando o ganho real e comparando com o valor calculado.
Conhecer a montagem de um terra virtual visando obter uma alimentação simétrica virtual (V+ e V-) ao amplificador operacional.
Equipamento e Materiais
Simulador de circuitos eletrônicos: SimulIDE.
- Componentes Eletrônicos:
- Resistores: 1 KΩ e 2,2 KΩ
- Amplificador Operacional
Procedimentos Práticos
- Monte no SimulIDE o circuito com o amplificador inversor da figura abaixo, utilizando um Ampop, R1 = 1 KΩ e R2 = 2,2 KΩ.
- Configure o Ampop com alimentação positiva (V+) 5 V e alimentação negativa (V-) -5 V.
- Configure como entrada do amplificador inversor (vin) um gerador de funções, configurado para gerar uma onda senoidal com amplitude de 2 V e voltagem base de -1 V (senoide variando de -1 V a 1 V) e frequência de 1000Hz.
- Utilize o canal 1 osciloscópio para observar a forma de onda gerada pelo gerador de funções (vin) e o canal 2 para observar a forma de onda sobre a saída do amplificador inversor (vout), verificando o ganho de amplitude e a fase da onda em relação ao sinal de entrada.
- Compare os valores de ganho e fase do amplificador com os valores teóricos.
- Modifique a resistência do resistor R2 para 3,3 KΩ e depois para 4,7 KΩ e verifique o ganho de amplitude para cada caso, comparando com os valores teóricos.
- Monte no SimulIDE o circuito com o amplificador não inversor, escolhendo os resistores R1 e R2 para um ganho de 3. Utilize a mesma alimentação e a mesma entrada utilizada no circuito anterior. Compare e forma de onda amplificada com a do amplificador inversor.
Terra Virtual
Os amplificadores operacionais geralmente operam utilizando fontes simétricas para as alimentações positiva (V+) e negativa (V-).
Caso não se disponha de uma fonte simétrica, exitem diferentes estruturas que permitem implementar um terra virtual.
Uma das soluções mais simples, caso não seja demandada muita potência no circuito a ser alimentado, é utilizar um divisor de tensão e um capacitor paralelo à referência de tensão a ser utilizada. Por exemplo, para uma fonte simples de 5 V, poderíamos montar o terra virtual na tensão de 2,5 V, como ilustrado na figura:
Caso o sinal de entrada seja um sinal CA excursionando em relação a referência 0 V (terra real), será necessário adicionar a entrada um capacitor de desacoplamento, visando isolar a sinal CA da alimentação CC. Entretanto, o sinal CA amplificado na saída vai excursionar em torno do terra virtual.
Observações e Conclusões
- O amplificador operacional é um circuito integrado analógico utilizado para montar amplificadores e outros circuitos eletrônicos de precisão.
Referências
Evandro.cantu (discussão) 10h16min de 30 de setembro de 2021 (-03)
