Ir ao conteúdo
  • Cadastre-se
Felipe Arcaro

Usando OP AMP para amplificar tensão

Recommended Posts

Fala pessoa, tudo bem?

To trabalhando num projeto aqui e to tentando simular um circuito simples no Proteus. 

Eu tenho um OP AMP AD826AN e gostaria de amplificar uma tensão de 5V para 15~20V.

Eu consegui montar o sistema mas a amplificacao esta fazendo com que o formato da onda de input seja modificado. 

fp8g28.jpg

E tambem, quando monto esse sistema num protoboard, nao estou obtendo o mesmo resultado que tenho na simulacao.

 

Alguem tem alguma ideia do que pode ser?

 

Obrigado.

 

 

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro,

 

Mude as baterias que alimentam o amp op.

 

Coloque uma do terra ao positivo, e outra do terra ao negativo.

 

Nem analisei o resto, mas isto já deve ajudar.

 

Paulo

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Eu ja troquei a bateria e tambem a inverti, a unica coisa que me fez conseguir fazer funciona foi deixar sem a bateria. (Imagino que o software pegue o power supply necessario pra atingir a frequencia e tensão que eu quero)

Meu objetivo 'e pegar uma onda de 20KHz-50KHz com aproximadamente 5V e amplificar a tensão para 15V (ganho de 3).

 

Eu li o datasheet do op amp e parece que ele serve perfeitamente pra essa tarefa, o problema é quando monto esse mesmo sistema num protoboard. A onda fica sem formato definido e nao esta amplificando tensão.

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Experimentaste alimentar com duas baterias, uma fazendo o V+ e outra fazendo o V-

Quem sabe é isso, só com uma bateria talvez não dê, pelo menos nessa topologia dai..

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Eu estou usando TekPower DC POWER SUPPLY HY3005D pra gerar as tensoes, então nao acredito que pilhas sejam necessarias agora, para teste.

Tentei colocar o capacitor, esta amplificando a tensão, mas para um pouco mais do que o desejado (o que nao vem a ser um problema).

A onda continua sendo afetada e tambem aparece alguns harmonicos, segue a foto:

o0cai0.jpg

 

 

Estou usando o mesmo esquema da foto que postei, e o que me intriga é que no computador a simulacao funciona perfeitamente, enquanto que no circuito que criei esta difícil disso acontecer.

Tambem tentei colocar o capacitor como aphawk sugeriu, mas nao deu alterou nada no output.

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Seu circuito está claramente saturando o sinal em suas duas extremidades.

Observe:

1 - O nível de tensão necessário entre o nível máximo do seu sinal e o valor da fonte de alimentação. Isso é válido para ambos extremos (negativo e positivo).

2 - Apesar do operacional poder amplificar os 50kHz por 3, observe que há um limite te tensão em função da amplitude do sinal de saída com a carga.

Seu sinal senoidal de entrada também não é dos melhores.

Coloque uma foto (de preferência sem ser necessário entortar o pescoço) do seu circuito. E que apareçam os pinos de alimentação (+V, terra e -V). Qual é o valor de +V e -V?

Qual é o valor da escala dos seus dois sinais mostrados na foto anterior?

Multiplique R1 e R2 por 10 ou 100.

MOR_AL

  • Curtir 1

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro

 

No início do tópico você diz possuir o AD826AN.

 

Mas na simulação usou outro operacional.

 

Alem das dicas já citadas, de acordo com o datasheet do AD826, a tensão máxima de alimentação desse CI é de +-18V. Se você aplicar 5V, a onda irá distorcer com os valores usados.

 

Já te falaram para usar duas baterias. Com isso você faz um terra flutuante. Algo do tipo:

 

bdYuQL8.png

 

Só não encontrei a fórmula para calcular o ganho no datasheet.

 

Alguém viu aí?

 

Outra dica: Para simular valores da ordem de dezenas de Hz, nunca use o Osciloscópio do Proteus. A simulação fica lenta e na maioria das vezes não funciona. Veja que usei gráficos. Fica muito mais fácil de ver as ondas.

 

Falou

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Só não encontrei a fórmula para calcular o ganho no datasheet.

 

O ganho e determinado pela relação de valores de 1+(R2/R1) ai no circuito. Não é característica do CI e sim da topologia de um AmpOp

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@faller

 

Aí que tá Faller, pensei nisso mas de acordo com a simulação (nunca confie demais nela), ela mostra um sinal de 5V entrando e dois resistores, 20k e 10K. O ganho deveria ser 2, mas mostra ser 3..... :confused:

 

Falou

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

O ganho é V0 / Vin = (R1 + R2) / R1 = 3

 

Vin está para R1, assim como V0 está para R1 + R2.

 

MOR_AL

  • Curtir 1

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

To montando o sistema e testando de varias formas que eu consigo antes de postar alguma coisa, mas tenho uma duvida.

Se ao invés de usar os resistores de 10K e 20K eu usar 1K e 3K, para obter um ganho de 4 a partir da formula que o MOR_AL passou, ha divergencia nos resultados? Digo em termos do formato da onda.

Obrigado.

Só atualizando, fiz exatamente o circuito que o MatheusLPS falou, mas troquei os resistores e usei uma fonte de energia (definindo como 9V) pra uma das baterias e uma pilha de 9V pra outra.

Funcionou perfeitamente no meu caso. A tensão inicial foi de 1V e a frequencia de 20KHz, usando R1 com 1K e R2 com 3K, consegui chegar a tensão de 4.4V, o que é exatamente o que preciso.

Vou continuar fazendo alguns testes pois essa é somente uma parte do projeto, mas gostaria de agradecer a todos que responderam e me ajudaram. :D:D:D

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro

 

Que bom que tenha funcionado. 

 

Apenas coloquei em desenho o que já tinham te falado. :D

 

Tendo mais dúvidas, só perguntar...

 

Ahhhh

 

Sobre sua última pergunta:

 

 

 

Se ao invés de usar os resistores de 10K e 20K eu usar 1K e 3K, ha divergencia nos resultados?

 

Nao sei. Os colegas acima com certeza sabem.

 

Falou

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro,

Com isto voce está abaixando o valor da carga, o que vai exigir mais corrente, e por sua vez faz com que a amplitude máxima do sinal na saida caia um pouco. Mas está dentro do limite normal de uso dele.

Normalmente, nesse tipo de circuito, usa-se um pequeno capacitor em paralelo com o resistor de realimentação, para que o ganho caia conforme aumente a frequência do sinal e com isso ganha-se mais estabilidade no circuito como um todo.

Quando você usa um resistor de baixo valor, implica em um capacitor de valor maior.

Paulo

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

aphawk, essa era exatamente outra duvida minha. Em todos os circuitos que tinha visto na internet, sempre aparecia um capacitor e eu nao sabia exatamente qual era a funcao dele. Se eu colocar ele em serie eu nao estou criando um filtro RC low pass? Antes de usar a placa que comprei no ebay pra gerar frequencias (DDS AD9850), eu estava tentando gera-las diretamente do arduino, e aparentemente esse filtro é um requerimento. 

 

Outra duvida referente a esse sistema, agora usando a placa que funcionou perfeitamente pro meu proposito, eu estou conseguindo uma onda pura de seno, onde escolho a minha frequencia. Meu objetivo sempre foi varia-la entre 20KHz e 50KHz, o que é facilmente feito alterando a ultima linha desse codigo (a tensão é de 1V):

 

<code>/*

 * A simple single freq AD9850 Arduino test script
 * Original AD9851 DDS sketch by Andrew Smallbone at www.rocketnumbernine.com
 * Modified for testing the inexpensive AD9850 ebay DDS modules
 * Pictures and pinouts at nr8o.dhlpilotcentral.com
 * Use freely
 */
 
 #define W_CLK 8       // Pin 8 - connect to AD9850 module word load clock pin (CLK)
 #define FQ_UD 9       // Pin 9 - connect to freq update pin (FQ)
 #define DATA 10       // Pin 10 - connect to serial data load pin (DATA)
 #define RESET 11      // Pin 11 - connect to reset pin (RST).
 
 #define pulseHigh(pin) {digitalWrite(pin, HIGH); digitalWrite(pin, LOW); }
 
 // transfers a byte, a bit at a time, LSB first to the 9850 via serial DATA line
void tfr_byte(byte data)
{
  for (int i=0; i<8; i++, data>>=1) {
    digitalWrite(DATA, data & 0x01);
    pulseHigh(W_CLK);   //after each bit sent, CLK is pulsed high
  }
}
 
 // frequency calc from datasheet page 8 = <sys clock> * <frequency tuning word>/2^32
void sendFrequency(double frequency) {
  int32_t freq = frequency * 4294967295/125000000;  // note 125 MHz clock on 9850
  for (int b=0; b<4; b++, freq>>=8) {
    tfr_byte(freq & 0xFF);
  }
  tfr_byte(0x000);   // Final control byte, all 0 for 9850 chip
  pulseHigh(FQ_UD);  // Done!  Should see output
}
 
void setup() {
 // configure arduino data pins for output
  pinMode(FQ_UD, OUTPUT);
  pinMode(W_CLK, OUTPUT);
  pinMode(DATA, OUTPUT);
  pinMode(RESET, OUTPUT);
 
  pulseHigh(RESET);
  pulseHigh(W_CLK);
  pulseHigh(FQ_UD);  // this pulse enables serial mode - Datasheet page 12 figure 10
}
 
void loop() {
  sendFrequency(50e3);  // freq
  while(1);

}</code>

 

Estou usando a biblioteca DDS tambem, e gostaria de saber se é possivel fazer um sweep variando entre 20KHz e 50KHz. 

E tambem, apesar de ainda nao ter conseguido isso, o gerador funciona perfeitamente, e o circuito op amp funciona perfeitamente do mesmo jeito, mas usando o gerador de onda digital (com as mesmas caracteristicas do que obtenho do arduino), mas quando junto os dois (arduino gerando onda+circuito op amp), eu nao consigo fazer com que deem o mesmo resultado, o que me parece muito estranho visto que eu so troco um cabo do circuito.

 

Obrigado pessoal, novamente.

 

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro,

 

Sim, é um filtro RC na teoria. Mas, repare numa coisa, a impedância de entrada desse teu circuito é altíssima, portanto pode colocar um capacitor de 0,47 uF cerâmico e ele vai permitir passar frequências muito baixas quase sem perda. Talvez seja necessário colocar um resistor de uns 100K entre a entrada positiva do amp-op e o terra, só para poder fazer circular corrente no capacitor. Faça o teste sem primeiro, e se perceber algo estranho coloque o resistor.

 

Paulo

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Eu testei com o capacitor na entrada e aparentemente não funcionou (disseram aqui que o sistema de entrada 1V é fraco demais para passar pelo capacitor). Colocando ele na saída do sistema, antes de medir, ele foi capaz de reduzir significamente o offset e dar o resultado esperado. 

Agora usei outro op amp, mas sem nenhum resistor e capacitor, apenas com as fontes de energia, input e output com o objetivo de usá-lo como buffer (aumentando apenas a corrente). Tomei essa medida porque como vou usar o output em um piezo, necessito de uma corrente mais alta pra que ele funciona de forma eficiente. Essa é a teoria que estou tentando aplicar na prática e vendo se realmente vai funcionar. 

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

@Felipe Arcaro,

 

Poe o resistor que vai funcionar. Se o Amp Op tiver impedância de entrada altíssima, dá esse pau mesmo, porisso que te passei a dica do resistor ao terra.

 

E o que disseram está errado, não tem nada a ver uma coisa com outra....

 

Paulo

Compartilhar este post


Link para o post
Compartilhar em outros sites

Crie uma conta ou entre para comentar

Você precisar ser um membro para fazer um comentário

Criar uma conta

Crie uma nova conta em nossa comunidade. É fácil!

Crie uma nova conta

Entrar

Já tem uma conta? Faça o login.

Entrar agora





Sobre o Clube do Hardware

No ar desde 1996, o Clube do Hardware é uma das maiores, mais antigas e mais respeitadas publicações sobre tecnologia do Brasil. Leia mais

Direitos autorais

Não permitimos a cópia ou reprodução do conteúdo do nosso site, fórum, newsletters e redes sociais, mesmo citando-se a fonte. Leia mais

×