Amplificador Operacional para Novatos e Enferrujados

[MOR_AL]

Já havia feito um tutorial em outro fórum, mas observando os tópicos do CH, verifiquei que seria interessante incluir o tutorial aqui também.

Vamos lá.

Para entender as explicações, é necessário um mínimo de matemática. Álgebra elementar. É necessário também um pouquinho de conhecimento das leis de kirchhoff das tensões nas malhas e correntes nos nós. Qualquer cursinho técnico de eletrônica ensina isso, mesmo porque bastariam alguns minutos para entender essas leis.

Procurem seguir os desenvolvimentos para que se tornem capazes de projetar qualquer circuito.

Caso algum de vocês tenha alguma dúvida no desenrolar do tutorial, basta acrescentar a dúvida.

Procurem se ater ao assunto, para que o tutorial não fique muito grande e com isso se torne disperso.

 

Depois dessa pequena introdução, vamos ao que interessa.

 

Olá pessoal!

Hoje vou tratar do assunto "amplificadores operacionais" (AO para os íntimos).
Já deve ter alguma coisa feita aqui no fórum, mas como esse assunto é interessante, decidí criar este tópico. A ideia é evoluir até poder calcular qualquer circuito resistivo com AO.

Este pequeno tutorial é voltado ao pessoal que está iniciando em eletrônica e também para os "enferrujados". Para os "experts" ficam as sugestões de detalhes de aplicação.

Primeiramente vou mostrar como calcular, corretamente, um circuito simples com AO. Ganho sem inversão do sinal.
Depois, fazendo as devidas simplificações, mostro como chegar ao mesmo resultado de modo bem mais simples. Obviamente que junto com as simplificações tem-se as limitações. Essas eu vou comentar mais adiante.

Observe o mostrado na primeira parte da figura abaixo.
A expressão do AO é:
A tensão de saída V0 é igual à diferença das tensões presentes nas entradas (ePositiva - eNegativa), multiplicada por um ganho (Av), geralmente maior que 100k.
Certamente que esse valor de ganho, tão alto, tem sua finalidade. Não foi feito para se poder projetar um circuito com AO com esse ganho. O excesso de ganho é necessário para que, ao se incluir a realimentação negativa, a tensão de saída possa apresentar menor distorção harmônica. Distorção essa proveniente de diversas fontes, tais como variações na tensão de alimentação, da temperatura, etc. Observe que o ganho final do circuito vai depender apenas dos componentes externos, tais como resistores e capacitores, bem mais confiáveis que os parâmetros do AO.
Esse ganho vai decrescendo com o aumento da frequência, até que valha um em cerca de 1MHz. Isso é intrínseco dos AO. Sua finalidade é a de se obter um circuito estável, quando se acopla resistores na entrada negativa.
Acompanhe o manuscrito...




Próximo ítem: Cálculo simplificado do circuito com ganho e sinal invertido.
Até lá!
[]'s
MOR_AL

 

[MOR_AL]

Antes do cálculo do ganho com sinal invertido, segue um exemplo sobre o ganho sem inversão da dedução anterior.



MOR_AL

Segue o cálculo e exemplo de um ganho através de um AO com inversão de sinal.



Próximo item será o cálculo da tensão de saída em função de duas tensões de entrada. Uma pela entrada positiva do AO e outra pela entrada negativa.

MOR_AL

Tensão de saída com mais de uma tensão de entrada!



Aplicação da teoria!



Próximo passo: Tensão e corrente de polarização e de offset.
MOR_AL