Amplificadores Operacionais

Amplificadores Operacionais

Amplificadores Operacionais (ou AmpOp) são circuitos integrados analógicos que permitem implementar amplificadores de sinal, filtros, integradores, comparadores e outros circuitos eletrônicos de precisão.

Terminais e simbologia

Os Amplificadores Operacionais são circuitos ativos e possuem cinco terminais principais:

• alimentação positiva (V+)
• alimentação negativa (V-)
• entrada não inversora (v_p)
• entrada inversora (v_n)
• saída (v_out)

Características de um amplificador operacional ideal

• impedância de entrada infinita;
• impedância de saída nula;
• ganho infinito;
• não existe corrente nas entradas;
• diferença de tensão nula entre as entradas.

Relações fundamentais para análise de circuitos com AmpOp

vp = vn
ip = in = 0

Amplificador Inversor

O amplificador inversor tem polaridade do sinal da tensão de saída oposto ao sinal de entrada, ou seja, para um sinal senoidal a saída é defasada em 180 graus em relação a entrada.

Análise do circuito

Como as tensões nos terminais inversor e não inversor são iguais e as correntes em cada um destes terminais são nulas, temos no terminal inversor um terra virtual, uma vez que o terminal não inversor está aterrado.

Assim, utilizando a Lei de Ohm, a corrente sobre R₁ será

i1 = vin / R1

e a corrente sobre R₂ será

i2 = - vout / R2

Como não há correntes entrando no AmpOp, pela Lei de Kirchhoff dos Nós, temos

i1 = i2

vin / R1 = - vout / R2

O ganho do amplificador é dado pela razão entre a saída e a entrada, expresso por:

G = vout / vin

logo

G = - R2 / R1

Amplificador Não Inversor

O amplificador não inversor tem polaridade do sinal da tensão de saída igual ao sinal de entrada, ou seja, para um sinal senoidal a saída está em fase em relação a entrada.

Análise do circuito

As tensões nos terminais inversor e não inversor são iguais e as correntes em cada um destes terminais são nulas.

Assim, usando a Lei de Ohm, a corrente sobre R₁ será

i1 = - vin/R1

e a corrente sobre R₂ será

i2 = (vin - vout)/R2

Como não há corrente entrando no AmpOp, pela Lei de Kirchhoff dos Nós, temos

i1 = i2

- vin/R1 = (vin - vout)/R2

ou

- vin/R1 = vin/R2 - vout/R2

vin (1/R1 + 1/R2) = vout/R2

O ganho do amplificador é dado por

G = vout / vin

logo

G = (1/R1 + 1/R2) / R2

G = 1 + R2/R1

Seguidor de Tensão

Um seguidor de tensão (também chamado buffer) é um circuito com amplificador operacional que possui um ganho de tensão de 1.

Um circuito com amplificador operacional é um circuito com uma impedância de entrada muito alta. Esta alta impedância de entrada é a razão pela qual os seguidores de tensão são usados.

Amplificador Somador Inversor

O amplificador somador inversor realiza a soma e amplificação de diferentes entradas.

A saída do amplificador somador é

vout = - (Rf/R1 v1 + Rf/R2 v2 + Rf/R3 v3)

Se todos os resistores forem iguais a saída será a soma das entradas.

Laboratório

Laboratorio: Amplificadores Operacionais

Referências

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Evandro.cantu (discussão) 18h12min de 14 de julho de 2020 (-03)

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