Laboratorio M1K Analog Devices: Amplificadores Operacionais

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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

  • Modulo Analog Devices M1K e software Pixelpulse
  • Componentes Eletrônicos:
    • Resistores: 1 KΩ e 2,2 KΩ
    • Amplificador Operacional OP37

Procedimentos Práticos

  1. Verifique a pinagem do amplificador operacional OP37, ilustrada na figura:
  2. Usando a matriz de contatos e fios, monte o circuito com o amplificador inversor da figura abaixo, utilizando o OP37, R1 = 1 KΩ e R2 = 2,2 KΩ. No circuito será utilizado para alimentação positiva (V+) 5 V, alimentação negativa (V-) 0 V e um terra virtual na referência de tensão de 2,5 V (no circuito o terra virtual será conectado ao terminal não inversor). Com isto, tanto o sinal de entrada como o sinal de saída vão excursionar em torno desta referência de terra virtual.
  3. Selecione o canal A do módulo Analog Devices M1K para Gerar Tensão/Medir Corrente e o canal B para Medir Voltagem.
  4. Configure o canal A para gerar uma onda senoidal variando entre 2,0 V e 3.0 V e frequência de 1000 Hz (centro da senoide na referência de 2,5 V).
  5. Observe e analise o sinal de saída no canal B, verificando o ganho de amplitude e a fase da onda em relação ao sinal de entrada.
  6. Compare os valores de ganho e fase do amplificador com os valores teóricos.

Fundamentos sobre Amplificadores Operacionais

  • 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) 15h52min de 15 de julho de 2020 (-03)

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