aulaAO004 - eletronica24h

Menu principal:

aulaAO004

Educacional > Cursos > Amplificador Operacional

Aula03 Indice de Aulas Aula05

Amplificador Operacional

Aula 04: Amplificador Somador
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 - Albuquerque e Seabra - Ed. Erica

1. Amplificador somador inversor

É um dos circuitos que justificam o nome de amplificador operacional. A figura 1 é o circuito básico no qual todas as resistências são diferentes. O circuito é derivado do amplificador inversor já visto e a obtenção da expressão da tensão de saída em função das entradas é feita considerando que o ganho do AO em malha aberta é infinito (resultando Vi=0) e que a impedância de entrada é infinita (resultando Ii=0).

É importante notar que as tensões de entrada podem ser alternadas ou continuas, e em qualquer instante o circuito soma e inverte todas as tensões de entrada.

Figura 1 - Amplificador somador inversor generico

1.1. Características

A expressão da tensão de saída em função das entradas é dada por:

Obs: A dedução dessa expressão pode ser obtida usando o teorema da superposição de efeitos.

Exemplo: Considere que na Figura 1 que R1=1k R2=2k RF=3k V1=2V e V2=-2V. Determinar Vs

Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)

Arquivo Multisim Live - Somador - Parte 1

Caso as resistências de entrada, R1 e R2, sejam iguais a R resulta o circuito da Figura 2.

Figura 2 - Amplificador Somador Não Inversor - Resistências de entradas iguais

E a equação da tensão de saida em função das entradas:

O circuito é chamado de amplificador somador inversor

Exemplo: Considere na Figura 2 que R1=1k R2=1k RF=4k V1= 2V V2=-2V. Determinar Vs

Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)

Arquivo Multisim Live - Somador parte 2

Caso as todas as resistências sejam iguais a R, resulta o circuito da Figura 3.

Figura 3 - Amplificador Somador Não Inversor - Todas as resistências iguais a R

A expressão da tensão de saída, Vs, em função das entradas, V1 e V2, é dada por:

Vs= - (V1+V2)

A tensão saida é soma das entradas invertida. Para obter o valor da soma basta adicionar em seguida um circuito com ganho -1.

Exemplo: No circuito da Figura 3 seja R1=R2=R=1k e V1=-2V e V2=-1V. Determinar Vs

Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)

Arquivo Multisim Live - Somador Parte 3

2. Amplificador somador não inversor

Neste caso as entradas são aplicadas na entrada não inversora, figura 4.

Figura 4 - amplificador somador não inversor

A expressão da tensão de saida é:

Vs= (V1+V2)

Obs: A dedução pode ser feita usando o teorema da Superposição de Efeitos.

3. Experiência: Amplificador Somador Inversor em CC

3.1 Abra o arquivo expAO_14 Somador em CC (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 5. Calcule todos os valores de correntes e tensões e indique na tabela 1.

Arquivo Multisim Live

Arquivo Tinkercad - Somador inversor

Figura 5 - Circuito para experiencia 7

Veja a introdução de como usar essa ferramenta em Multisim On Line

Tabela 1 - Dados obtidos para experiencia 7

Valores Calculados

Caso 1

Caso 2

V1= -2V V2=2V

V1= -2V V2= -2V

V1=2V V 2= -2V

V1=2V V2=2V

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

3.2. Inicie a simulação, medindo todos os valores de corrente e tensão. Anote na tabela 2.

Tabela 2 - Valores medidos para experiencia 7

Valores Medidos (simulados)

Caso 1

Caso 2

V1= -2V V2=2V

V1= -2V V2= -2V

V1=2V V 2= -2V

V1=2V V2=2V

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I1(mA)

IAO(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

I2(mA)

IL(mA)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

If(mA)

Vs(V)

4. Experiência: Amplificador Somador Inversor com Buffer na Entrada

Para evitar que a impedância de saída das fontes que alimentam as entradas do amplificador inversor modifiquem o ganho, entre a fonte de sinal o AO deve ser colocado um buffer em cada entrada (AO1 e AO2).

4.1. Abra o arquivo expAO_15 Somador em CC com buffer nas entradas (Multisim 14)e identifique o circuito da figura 6. Calcule o valor da saida para todas as combinações de entrada da tabela 3. Para que os buffers antes das entradas?

Arquivo Multisim Live - Amplificador Somador Inversor com Buffer na Entrada

Arquivo Tinkercad - Amplificador Somador Inversor com Buffer na Entrada

Figura 6 - amplificador somador com entradas bufferizadas

Tabela 3 - Valores calculados para experiencia Amplificador Somador com Buffer na Entrada

Valores Calculados
V1= -2V V2=2V	V1= -2V V2= -2V	V1=2V V 2= -2V	V1=2V V2=2V
Vs	Vs	Vs	Vs

4.2 Inicie a simulação medindo a tensçao de saida para cada combinação de entrada da tabela 4

Tabela 4 - Valores medidos para experiencia 7

Valores Medidos por Simulação
V1= -2V V2=2V	V1= -2V V2= -2V	V1=2V V 2= -2V	V1=2V V2=2V
Vs	Vs	Vs	Vs

5. Experiencia: Amplificador somador não inversor

5.1. Abra o arquivo ExpAO_16 Somador Não Inversor em CC e identifique o circuito da figura 7. Calcule o valor da tensão de saida para cada combinação de entrada da tabela 5.

Figura 7 - Somador Não Inversor

Tabela 5 - Somador Não Inversor - Valores Calculados

Valores Calculados
V1= -2V V2=2V	V1= -2V V2= -2V	V1=2V V 2= -2V	V1=2V V2=2V
Vs	Vs	Vs	Vs

5.2. Inicie a simulação e meça a tensão na saida para todas as combinações das tensões nas entradas na tabela 6.

Tabela 6 - Valores medidos para experiencia 8

Valores Medidos por Simulação
V1= -2V V2=2V	V1= -2V V2= -2V	V1=2V V 2= -2V	V1=2V V2=2V
Vs	Vs	Vs	Vs

5.3. Conclusões

6. Experiencia: Amplificador somador inversor em CA

6.1. Abra o arquivo ExpAO_17 Somador Inversor em CA (Multisim 14) identifique o circuito da Figura 8. Inicie a simulação anotando as formas de onda das tensões de entrada V1, V2 e saida Vs.

Arquivo Multisim on Line

Figura 8 - Somador Inversor em CA

6.2. Escreva as suas conclusões

Avaliação P1 de Amplificador Operacional

Voce tem 60minutos para completar os testes

1. No circuito a indicação dos instrumentos A (IAO) e V (VL) são respectivamente:
1. 1mA; 6V
2. -1mA; -6V
3. -7mA; -6V
4. 7mA; 6V
2. No circuito da questão 1 qual o valor da entrada, Ve, que faz a saida saturar negativamente se Vsat(-)=-18 V.
1. Ve=1V
2. Ve= 6V
3. Ve=3V
4. Ve= - 6V
3. No circuito, o sinal de entrada (Ve) é senoidal. Quais formas de onda obtidas em um osciloscopio representam melhor o circuito?.
1. Osciloscopio A
2. Osciloscopio B
3. Osciloscopio C
4. Osciloscopio D
4. As caracteristicas do Buffer (seguidor de tensão) são:
1. Impedancia de saida muito alta, Ganho unitario, impedancia de entrada muito baixa
2. Impedancia de saida muito baixa, Ganho unitario, impedancia de entrada muito baixa
3. Impedancia de saida muito baixa, Ganho unitario, impedancia de entrada muito alta
4. Impedancia de saida muito alta, Ganho unitario, impedancia de entrada muito alta
5. Em um amplificador operacional ideal podemos afirmar que:
1. o ganho em malha aberta é infinito, impedancia de entrada em malha aberta é infinita, impedancia de saida em malha aberta é infinita, slew rate infinito, e largura de faixa infinita.
2. o ganho em malha aberta é infinito, impedancia de entrada em malha aberta é infinita, impedancia de saida em malha aberta é zero, slew rate infinito, e largura de faixa infinita.
3. o ganho em malha aberta é infinito, impedancia de entrada em malha aberta é infinita, impedancia de saida em malha aberta é infinita, slew rate nulo, e largura de faixa infinita.
4. o ganho em malha aberta é 200.000, impedancia de entrada em malha aberta é infinita, impedancia de saida em malha aberta é infinita, slew rate infinito, e largura de faixa 2 Mhz.
6. É dado a curva de resposta em frequencia em malha aberta de um amplificador operacional. Pode-se afirmar que:
1. O ganho unitario, fu, vale 1 MHz
2. O ganho unitario, fu, vale 5 MHz
3. O ganho no patamar (CC) em malha aberta vale: AV=100.000
4. Estão corretas as alternativas B e C
7. O amplifIcador operacional da questão 6 é usado em um amplificador inversor de ganho 200. Podemos afrimar que a frequencia de corte superior deste amplificador inversor vale:
1. 25kHz
2. 5kHz
3. 1MHz
4. 5MHz
8. Deseja-se construir um amplificador de audio usando o amplificador operacional da questão 6 e que tenha frequencia de corte superior igual a 20kHz. O maximo ganho que esse amplificador pode ter é:
1. 200
2. 250
3. 300
4. 100
9. Qual indicação do voltimetro V?
1. -4V
2. 4V
3. 2V
4. -2V
10. O valor que R deve ter para que a saida seja 8V é:
1. 10k
2. 5k
3. 4k
4. 2k

Questões - Figuras

Questão1

Questão3

OsciloscopioA

OsciloscopioB

OsciloscopioC

OsciloscopioD

Questão6

Questão10

Qualquer duvida consulte o livro Utilizando Eletronica com AO - Ed Erica - Albuquerque, R.O; Seabra, A.C,

Aula03 Indice de Aulas Aula05