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Amplificador Diferencial e Amplificador Operacional Adrielle de Carvalho Santana

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Amplificador Diferencial eAmplificador Operacional

Adrielle de Carvalho Santana

Introdução

• Amplificador Diferencial;

• Amplificador Operacional.

O Amplificador Diferencial

Trata-se e um amplificador que responde à diferença entre dois sinais de entrada.

VEE = polariza base-emissor diretamente

VCC = polariza base-coletor reversamente

VCC e VEE = fontes duais, bipolares ou simétricas.

O Amplificador Diferencial

Ele pode ser acionado em apenas uma de suas entradas saída nos dois coletores.

No semiciclo positivo da senoide de entrada em Q1 a corrente aumenta com o aumento da tensão.

Assim a queda de tensão no resistor de coletor aumenta e VC tende a diminuir tendo então um

comportamento inverso ao sinal de entrada.

O Amplificador Diferencial

Q1 opera como polarização de Emissor (saída

invertida) e como Seguidor de Emissor (acionando o emissor de Q2).

Q2 se comporta como numa polarização Base-

comum a qual não gera inversão de sinal no coletor (entrada no emissor, saída no coletor).

Assim Q2 em fase com fonte.

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

O inverso é possível ao se inverter de lugar a fonte. Assim a saída de Q1 estará em fase com a

fonte agora.

Verifica-se portanto, uma saída invertida e outra não invertida em relação à fonte.

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

Pode-se verificar uma saída diferencial entre os coletores de Q1 e Q2. Esta possui uma tensão

que é o dobro daquela de cada saída simples.

Ex.: Q1=-2V Q2=+2V

Saída = Q2 – Q1 = 2 – (-2) = 4V

O Amplificador Diferencial

A fim de realizar a rejeição do ruído da rede de alimentação, pode-se fazer a seguinte ligação:

O Amplificador Diferencial

Exemplo de sinal com ruído.

Na configuração apresentada o sinal entrando nas bases já vêm invertidos entre si no entanto o sinal de ruído vem com mesma fase e amplitude nas duas entradas caracterizando o chamado sinal de modo comum.

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

Para o esquema apresentado (slide 11), quanto maior for a resistência de emissor, melhor é a rejeição do sinal de modo comum. No entanto, a fim de se manter a mesma corrente IE a fonte VEE

deve aumentar junto com a resistência e valores altos de VEE não são utilizados devido ao limite

de corrente do transistor.

O Amplificador Diferencial

Parâmetro CMRR Razão de Rejeição de Modo Comum.

Trata-se de um parâmetro de desempenho que indica o quanto um amplificador é capaz de rejeitar os ruídos de alta e baixa frequência. Quanto maior melhor.

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

O Amplificador Diferencial

Seja o circuito abaixo:

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

Análise do Amplificador Diferencial

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Análise do Amplificador Diferencial

Amplificadores operacionais (amp op) utilizam estágios de amplificadores, inclusive os diferenciais, na sua entrada o que os garante certas características:Rejeição de modo comum;Alta impedância de entrada;Alto ganho;Baixa impedância de saída.

Amplificador Operacional

No exemplo ilustrado o primeiro e segundo estágios são amp. diferenciais => rejeição de modo comum, alta impedância de entrada.

O terceiro é um seguidor de emissor => baixa impedância de saída.

Ele possui saída com terminação simples não sendo possível de ser uma saída diferencial.

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

A entrada inversora (-) se encontra defasada de 180⁰ da saída enquanto que a não inversora (+) se encontra em fase com a saída.

A imagem a seguir apresenta uma representação simplificada do amp op. O triângulo se deve à representação usual dos amp ops em diagramas eletrônicos.

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

O amp. op. força as duas entradas a terem o mesmo valor como se houvesse ali um curto-circuito virtual.

Circuito inversor básico

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

fio RRR ||

Circuito não-inversor

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

Seguidor de tensão

Amplificador Operacional

Amplificador Operacional

0

10

11

o

i

i

f

i

ov

Z

Z

R

R

V

VA

Amplificador Operacional

Cargas de baixa impedância ao puxarem altas correntes causam grandes distúrbios na fonte.

O seguidor de tensão funciona como um amortecedor isolante. Não puxa muita corrente devido a alta Zi e entrega a mesma tensão na saída.

Amplificador Operacional

Também é muito útil em circuitos divisores de tensão quando a carga é desconhecida. Ele garante que a divisão de tensão será de acordo com o projetado independente da carga.Ex.: Suponha que a carga abaixo precisasse de 5V.

Amplificador Operacional