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1 1 ENG-04038 – ELETRÔNICA III Amplificadores Operacionais Aula II 2 ENG-04038 – ELETRÔNICA III Amplif. de Instrumentação Configuração Inicial Configuração Melhorada Versão Inicial: 1. A tensão de modo comum tem o mesmo ganho que a tensão diferencial no primeiro estágio 2. O Segundo Estágio é responsável pelo CMR Versão Melhorada: 1. A tensão de modo comum não é amplificada (Gcm = 1) no primeiro estágio, diminui a relação Vcm/Vd 2. O Segundo Estágio é responsável pelo CMR

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1ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Amplificadores Operacionais

Aula II

2ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Amplif. de Instrumentação

Configuração Inicial Configuração Melhorada

Versão Inicial:1. A tensão de modo comum tem o

mesmo ganho que a tensão diferencial no primeiro estágio

2. O Segundo Estágio é responsável pelo CMR

Versão Melhorada:1. A tensão de modo comum não é

amplificada (Gcm = 1) no primeiro estágio, diminui a relação Vcm/Vd

2. O Segundo Estágio é responsável pelo CMR

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3ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Amplif. de Instrumentação

Cálculo da função de transferência

Para promover a variação de ganho o resistor 2R1 pode ser substituído pelo conjunto ao lado.

4ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Características Dinâmicas

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5ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Definição de Largura de Banda

6ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Resposta em Freqüência

Rede Passa Baixas Rede Passa Altas

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7ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Resposta em Freqüência

Rede Passa Baixas

8ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Resposta em Freqüência

Rede Passa Altas

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9ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Tipos de Amplificadores

Amplificador com Acoplamento DiretoAmplificador com Acoplamento Capacitivo

Amplificador Sintonizado ou Passa Banda

10ENG-04038 – ELETRÔNICA III

OpAmp – Resposta em Freqüência

Modelo de polo dominate

Ganho DCou

de Laço Aberto

Aproximação boa para maioria dos OpAmp!

Por que a maioria dos OpAmp é projetado para ter este tipo de Resposta em Freqüência?

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11ENG-04038 – ELETRÔNICA III

OpAmp – Resposta em Freqüência

Amplificador NÃO Inversor –G = 10 Amplificador Inversor –G = 10

Freqüência de Corte –fc

Por que esta diferença?

12ENG-04038 – ELETRÔNICA III

OpAmp – Resposta em Freqüência

• A largura de banda é medida quando o ganho cai -3dB

• O ganho em laço abertotem uma limitação muito forte em banda

• A operação em malhafechada amplia a largura de banda do amplificador– MAS o ganho é reduzido!!!

Limitação de largura de Banda

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13ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Produto Ganho Faixa – GBWP

• Ganho X BW = Freqüência de Ganho Unitário– BW → Largura de Banda

• Este produto é conhecido como GBWP– GBWP é dado do OpAmp (manual)

– Ganhoé fixado pelo usuário

– GBWP = G X BW

14ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Excusão Máxima de Saída

• Amplificador Não Inversor com ganho nominal de 10

• Amplificador utilizado satura a saída em ±13V

• Corrente máxima de ±20mA

• Para uma entrada 1,5V de pico– O OpAmp limita a saída em ±13V

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15ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Slew Rate da Saída – SR

Seguidor de Tensão –G= 1 Excitação de entrada – Salto

Limitado pelo SR do OpAmp

Limitado pelo BW

Amplitude Vsuficientemente pequena!

16ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Slew Rate da Saída – SR

Efeito do SRna limitação da resposta para sinais senoidais

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17ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Características Estáticas - DC

18ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Tensão de Offset de Entrada – Vos

• Idealmente para entrada igual a zeroa saída estaria na metadedas alimentações

• Realisticamente, uma tensão surge quando as entradas são iguais

• Um pequena tensão diferencial nas entradas seta a saída para metadedas alimentações

• Esta tensão é chamada de tensão de offset de entrada –Vos

Modelo para Vos

OpAmp com Vos de 5 mV

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19ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Efeito de Vos

Configuração NÃO inversora Uma opção para zeramento

20ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Efeito de Vos

Amplificador com Acoplamento Capacitivo Circuito equivalente para Vos

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21ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Corrente de Polarização - IB

• Idealmente seria “0”• Corrente de entrada positiva

de polarização –IB+

– Vista na entrada “+”

• Corrente de entrada negativa de polarização –IB-

– Vista na entrada “-”

• Corrente de polarização da entrada –IB

– Média das duas anteriores

Modelo para IB

22ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Efeito de IB

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23ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Figure 2.34 Reducing the effect of the input bias currents by introducing a resistor R3.

Efeito de IB

24ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Efeito de IB

Amplificador com Acoplamento Capacitivo

Obs: Sem R3 o circuito não funciona. Por que?

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25ENG-04038 – ELETRÔNICA III

Até Segunda!

Bom Final de Semana!!!