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NP

Eletrônica Analógica II

Antonio Alves Ferreira Júnior

Aplicações não-lineares com os amplificadores

operacionais

Circuitos comparadores de tensão

• Comparador de nível de zero com inversão e sem histerese:^ v -^ i

v

i

v

+i

v

ref

= 0V

0

vref vi

t

0 +V

sat vo

[V]

t

-V

sat

v vref i

vo

+V

cc -V

cc

• • vo

vi

0

vref

+V

sat

-V

sat

Circuitos comparadores de tensão

• Comparador de nível sem inversão e sem histerese:^ v

+i

v

i

v

-^ i

v

ref

v vref i

vo

+V

cc -V

cc

• • vo

vi

0

+V vref

sat

-V

sat

0

vref

vi

t

0 +V

sat vo

[V]

t

-V

sat

Circuitos comparadores de tensão

• Comparador de nível de zero com inversão e com histerese:^ v -^ i

v

i

v

+i

V

PCS

ou

V

PCI

V

ref

0

vref vi

t

0 +V

sat vo

[V]

t

-V

sat

VPCS V

PCI

vref

vi

vo

+V

cc -V

cc

V

PCS VPCI

R

f

R

i

+V

sat -V

sat

vo

vi

0

vref

+V

sat

-V

sat

VPCS

V

PCI

histerese

Circuitos comparadores de tensão

(^

sat

f

i

i

PCS

V

R

R

R

V

=

(^

sat

f

i

i

PCI

V

R

R

R

V

−

=

PCI

PCS

his

V

V

V

−

=

onde: V

PCS

: tensão do ponto de chaveamento superior;

V

PCI

: tensão do ponto de chaveamento inferior.

Para |+

V

sat

V

sat

V

sat

(^

sat

f

i

i

his

V

R

R

R

V

2

=

V

his

V

r^

para não ocorrer intermitência.

V

: tensão do sinal interferente.r Valores de pico a pico.

Geradores de sinais

 

^ 

=

(^12) 2 1 ln

2

1

R R

C R

f

f

• Gerador de onda quadrada (astável):A freqüência de oscilação de saída é dada por:onde

R

Cf

é a constante de tempo. Quanto menor a constante de tempo maior será a

freqüência do sinal de saída e vice-versa.Se

R

2

R

1

simplifica-se a expressão da freqüência de saída para:

C R

f

f 2

1

=

Geradores de sinais

i

f

f^ i

R

R

R^ R

2

3

1

=

→

=

2 1 2 1

2

1

C C R R

f^

π

• Gerador de onda senoidal – Ponte de Wien:

R

f

vi

vo

+V

cc -V

cc

R

2

R

1

vi

V

io

R

i

C

2

C

1

A freqüência de oscilação de saída é dadapor: Se

R

1

R

2

R

e

C

1

C

2

C

RC

f^

π

2

1

Se

R

1

R

2

X

C

X

C

R

tem-se que o

ganho da malha passiva é igual a 1/3. Paraque haja a oscilação, o produto dos ganhosdas malhas passiva e ativa deve ser igual a 1.Portanto, o ganho da malha ativa deve serigual a 3, e dessa forma:

Exemplos

4. Determinar os valores de

V

PCS

e

V

PCI

e esboçar o gráfico da histerese. O amp. op. não

possui perda de saturação interna com relação às fontes de alimentação.

Resp:

V

PCS

= 99mV;

V

PCI

= -99mV

vi

vo

+10V - + -10V 500k

Ω

5k

Ω

Exemplos

5. Determinar os valores de

R

2

e^

R

para um gerador de onda quadrada na freqüência def

1kHz. O amp. op. é alimentado com ±15V e não possui perda de saturação interna comrelação às fontes de alimentação. Considerar

R

1

= 10k

,^

C

= 0,05μF e

R

2

R

Resp:

R

= 11,6k 2

Ω

;^ R

= 10kf

Ω

6. Determinar os valores de

R

R

2

e

R

para um gerador de onda senoidal com a Pontef

de Wien na freqüência de 965Hz. O amp. op. é alimentado com ±15V e não possuiperda de saturação interna com relação às fontes de alimentação. Considerar

R

= 12ki

C

1

C

2

= 50nF e

R

1

R

Resp:

R

= 1 R

= 3,3k 2

Ω

;^ R

= 24kf

Ω