EFEI - IEE / DON Kazuo Nakashima

1 AMPILFICADOR OPERACIONAL (FUNDAMENTOS) Objetivos

Nesta experincia faremos o primeiro contato com o amplificador operacional e apresentaremos os procedimentos passo a passo que tornaro a execuo dos ensaios mais rpida e segura.

Verificaremos a grande versatilidade

do amp op implementando as configura-es bsicas utilizando apenas meia d-zia de componentes passivos adicionais.

Analisaremos o comportamento do cir-

cuito sob duas formas:

! No tempo, observando os sinais de entrada, vi(t), e de sada, vo(t), simul-taneamente atravs de um oscilosc-pio de duplo trao.

! Funo de transferncia vo=f(vi), utili-

zando o osciloscpio no modo x-y

x(HORIZONTAL) = sinal de entrada y(VERTICAL) = sinal de sada

Instalao do Amp Op no Protoboard

1o passo: Instalar o 741C (mini DIP) no

protoboard, com o pino 1 voltado para o lado esquerdo inferior (lado chanfra-do no lado esquerdo).

2o passo: Instalar os fios da alimenta-

o. +15V ao pino 7 do 741C (fio ver-melho), -15V ao pino 4 do 741C (fio verde) e 0V ao barramento GND do protoboard (fio preto).

Manter a alimentao desligada toda vez que for montar ou modificar um circuito. Se o protoboard possuir barramento duplo (rgua estreita com dois barramen-tos), alimentar o primeiro barramento su-perior com +15V, o primeiro barramento

inferior com -15V e os dois barramentos centrais com GND. Uma vez alimentado os barramentos do protobord, alimentar o 741 atravs de pequenos "jumps", tambm coloridos, entre o barramento e o pino correspon-dente. Desta forma conseguiremos insta-lar diversos Circuitos Integrados com mais organizao.

-

+

1 2 3 4

78 6 5

+15V

-15V

0V/GND

0V/GND

+15V0V

0V-15V

Figura 1: Lay Out e pinagem do 741C. Para interligar os componentes eletr-nicos, utilize fios rgidos, encapados, de bitola correspondente a 22, 24 ou 26 AWG. Os LEADS dos demais compo-nentes devem apresentar a bitola cor-respondente.

Experincias com Amplificadores Operacionais - Fundamentos

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Endireitar os leads dos componentes e a parte desencapada dos fios com o a-licate de bico. No force a introduo dos leads tortos nos contatos do proto-board; se isto acontecer, os contatos do proto-board sero danificados permanen-temente. Utilize o alicate de corte para cortar os LEADS e fios no tamanho ade-quado. A fiao da alimentao deve ser bem feita e de modo a no atrapalhar a ins-talao dos demais componentes uma vez que ela permanecer em quase to-das montagens. boa prtica no desconectar a ali-mentao quando for desmontar um circuito para montar outro.

3o passo: Planejar a construo do cir-

cuito e esboar mentalmente um Lay Out da montagem. Procure manter a disposio dos componentes como no diagrama esquemtico.

4o passo: Completar o circuito conforme

o diagrama esquemtico utilizando o menor nmero de fios possvel e de forma a facilitar a substituio do amp op.

A partir deste ponto, as ligaes de a-limentao no sero mais indicadas no diagrama esquemtico. Fica suben-tendido, no entanto, que o amp op de-ve ser alimentado com 15V. Para o 741C, pino 7=+15V, pino 4=-15V, e a li-nha de terra (comum do circuito) ao ZERO da fonte simtrica de 15V Osciloscpio

A anlise no domnio do tempo consis-te em observar simultaneamente as for-mas de onda de entrada e sada, Vi(t) e Vo(t), atravs de um osciloscpio de dois canais. Para facilitar a execuo das experi-ncias comum adotar a seguinte con-veno:

Sinal de entrada = canal CH1 Sinal de sada = canal CH2

Uma vez que a alimentao padro dos circuitos a amp op 15V, todos os sinais estaro compreendidos dentro desta faixa. Se calibrarmos o oscilosc-pio em 5V/DIVISO, acoplamento DC (importante), e com os traos centrados na tela, qualquer sinal ser captado pelo osciloscpio dentro das 6 divises cen-trais da tela. O acoplamento DC permite verificar a presena de nvel contnuo e, por exem-plo, medir a tenso da fonte de alimen-tao. Alm disso, o acoplamento AC pode distorcer a forma de onda nos si-nais de baixa freqncia.

O sincronismo (Trigger) deve ser feito preferencialmente pelo sinal de entrada, CH1, modo NORMAL ou AUTOMTICO, SLOPE+. Neste tipo de ensaio o sinal de excita-o pode ser senoidal, triangular ou quadrada. Localizao de defeitos 1. Se o amp op estiver saturado positi-

vamente e no responder ao sinal de excitao, verifique a alimentao ne-gativa (pino 4=-15V). Se estiver corre-to verifique se o terminal da entrada no inversora (pino 3) est correta-mente conectado ao circuito.

2. Se o amp op estiver saturado negati-

vamente, verifique primeiro a alimen-tao positiva (pino 7=+15V). Se esti-ver correto, verifique o terminal da en-trada inversora.

3. Se tudo isto estiver correto, verifique

a temperatura do amp op. Em condi-es normais a temperatura do corpo (case) dever ser prxima da tempe-ratura ambiente.

Experincias com Amplificadores Operacionais - Fundamentos

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1) COMPARADOR INVERSOR

10k

10k

2k

iV

oV-

+

+Vcc

-Vcc

2

3

67

4

" Ligar primeiro a fonte de alimentao

de 15V e em seguida o gerador de sinais (vi).

" Ajustar o gerador de funes em:

SENO, 100Hz, 4Vpp. " Observar vi = f(t) e vo = f(t). Faa um

posicionamento, vertical e horizontal adequado. Desenhe as formas de on-da indicando o nvel zero, amplitudes e tempos.

" Ajuste os comandos do osciloscpio

conforme indicado no oscilograma. Na parte inferior esto definidos pela or-dem CH1=2V/DIV, CH2=5V/DIV, H=2mSEC/DIV.

CH1:2V/DIV CH2:5V/DIV H:2mSEC/DIV

0V

No amp op em malha aberta o amp op estar sempre saturado.

( )( )

V e eV e eSat

Sat

+ +

+

>