aulaAO010 - eletronica24h

Busca
Ir para o conteúdo

Menu principal:

Educacional > Cursos > Amplificador Operacional
Aula09            Indice de Aulas       Aula11
Amplificador Operacional
Aula 10:  Comparadores de Nível
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555  Albuquerque e Seabra

1. Comparador de nivel inversor
   Num comparador de nível a tensão de entrada,Ve, é comparada com uma tensão de referencia  VR, Figura 1.   Se  Ve> VR  a saída.  será -VCC  e se  Ve< VR  a saída. mudará para +VCC. Teoricamente se  Ve =  VR  então a saída  será nula, porem devido ao altíssimo ganho do AO  basta que Ve   seja alguns décimos de mV maior ou menor que  V  para a saída mudar para -VCC ou para +VCC


      
                                            ( a )                                                                  ( b )                                                                                    ( c )

Figura 1 -  ( a ) Comparador de nível inversor ( b ) curva característica de transferência  ( c ) formas de onda de entrada e saida


Exercício resolvido
Desenhar o gráfico da tensão de saída em função do tempo ( Vsxt ) para o circuito da Figura 2 .

Dados: Ve= 5sen(wt) (V)               Vsat(+) = +12 V  Vsat(-) = -12 V

Figura 2 -  Comparador de nível inversor - exercicio


Solução: Calculemos primeiramente  a tensão de referencia   VR (tensão na entrada não inversora ).


Enquanto     Ve< 2V a saída será alta ( +12V ) e quando Ve >2V  a saída será baixa ( -12V ) ou graficamente


Figura 3 - Formas de onda do exercicio resolvido


2. Comparador de janela
      Este circuito também é chamado de comparador de  faixa ou detetor de faixa,  e dá uma tensão negativa ou nula  na saída quando a entrada estiver dentro de uma determinada faixa de  valores, e dá uma saída positiva quando fora da faixa, figura  4. Na pratica podemos associar, através de transdutores, um valor de  tensão à uma grandeza fisica (nivel, temperatura, pressão,  luz, etc), desta forma é possível construir um circuito que detecte  se a temperatura de um determinado processo se encontra dentro de uma faixa  pré estabelecida.
Por exemplo,  se a grandeza a ser comparada é temperatura, a tensão Ve é  obtida num divisor de tensão que tem um termistor (PTC ou NTC). Enquanto  a temperatura estiver dentro de uma determinada faixa a saída será  zero e nada acontece, porém se a temperatura sair da faixa, a saída  muda para nível alto e um alarme soa.

           
                                 ( a )                                                                                                               ( b )
Figura 4 - Comparador de janela ( a ) circuito ( b ) grafico da saida em função da entrada


2. Experiência: Comparador de nível
2.1. Abra o arquivo ExpAO_27   Comparador de Nivel Inversor e identifique  o circuito da Figura 5. Com a chave na posição B  (clique no teclado em SPACE para mudar a posição da chave ), calcule  o valor  da tensão de referencia . Ative o circuito. Meça a  tensão de referencia e  anote as formas de onda .
Com a chave na posição A e inicialmente o potenciômetro no máximo (a tensão no voltímetro deve ser mínima e  aproximadamente 2 V ) anote  as formas de onda , Varie o potenciômetro ( para mudar o valor  do potenciômetro clique em R para mudar num sentido e Shift +A ou Ctrl+A ir no outro sentido ) observando o que acontece com a tensão no voltímetro  e a as formas de onda no osciloscópio .
Obs: A amplitude da senóide de entrada deve ser de 5 V

Figura 5 - Comparador de nivel para experiencia


2.2.  Indique os valores calculados e medidos.

Chave   em A:           Calculado:   VR  = _________ Medidos: VR  = ______

Chave    em B    Rv no maximo:          Calculado:   VR = _________ Medidos: VR = ___________

                         Rv no minimo:            Calculado:   VR = _________ Medidos: VR = ___________

2.2  Para cada valor do item 2.2.   o que acontece  com a onda quadrada de saída se a tensão de referencia aumenta ?

2.3. Abra o arquivo ExpAO_28  Comparador de janela e identifique o circuito da Figura 6, comparador de janela.  Calcule quais são os valores de tensão que  determinarão a janela (VR2 e VR1). Anote na tabela 1. Anote  esses valores como  VR2  (valor máximo) e VR1 (Valor mínimo). Inicie a simulação e meça os valores de transição inferior (VR1) e superior (VR2) anote na tabela 2 e para isso varie a resistencia variavel (quesimula um sensor) usando a letra A (maiuscula) e a letra a (miniscula) do teclado.


Figura 6 - Comparador de janela para experiencia


Tabela 1 - Comparador de janela - valores de transição
Tensões             de Transição
Calculados
Medidos
VR2
VR1
VR2
VR1



2.4. Meça a tensão na saida dos AOs para cada faixa de valores de entrada ( Ve<VR1, VR1<Ve<VR2 e Ve>VR2). Anote esses valores na tabela 2.
Tabela 2 - Valores medidos das saidas para cada faixa
Ve<VR1
VR1<Ve<VR2
Ve>VR2
Vs1Vs2
Vs1
Vs2
Vs1
Vs2



2.5. Escrevas as suas conclusões
Aula09            Indice de Aulas      Aula11
 
Copyright 2015. All rights reserved.
Voltar para o conteúdo | Voltar para o Menu principal