Eletrônica - Coleção de circuitos com A.O..doc

Coleção de circuitos com A.O. Os amplificadores operacionais são utilizados em uma infinidade de soluções práticas que envolvem desde sinais de correntes contínuas até freqüências relativamente elevadas. Existem milares de tipos de amplificadores operacionais e seus circuitos !ásicos são encontrados em praticamente qualquer aplicação eletr"nica. # se$uir% se$uir% !aseados no #pplication &ote &#'()* da #nalo$ +evices% fornecemos uma pequena coleção de circuitos !ásicos usando amplificadores operacionais. &e,ton -. ra$a

Os circuitos que apresentaremos se !aseiam em amplificadores operacionais da #nalo$ +evices. &o entanto% as confi$urações tam!ém podem ser utilizadas com outros amplificadores% devendo em al$uns casos apenas ser feita uma adequação de valores de componentes. 1. Amplificador para Servomotor  O circuito mostrado na figura 1 serve para controlar um servomotor com corrente até /)) m#.

0i$ura ( Os transistores de saída podem ser os +(12 e +(1* que permitem controlar correntes até 2)) m# sem pro!lemas. # fonte de alimentação deve ser simétrica e o resistor 31 é calculado de modo se o!ter a realimentação dese4ada para o controle. 5ode'se utilizar transistores +arlin$ton na saída como os pares 675(( 675((2 2 e 675(( 675(()% )% caso em que correntes maiores podem ser controladas% ce$ando a (%2 #. 2. Amplificador com Ganho Controlado -om o circuito exi!ido na figura 2 é 2 é possível controlar di$italmente o $ano de um amplificador operacional. 0oi usado nessa confi$uração o +#- de (/ !its da #nalo$'58'92:(% o que dá uma faixa de controle de ) a ()/: com () !its e até :);< com (/ !its.

0i$ura /

O amplificador operacional O5':( =que possui entrada com >0E6? tem uma imped@ncia de entrada muito alta% o que $arante a precisão do controle de $ano. O!serve a necessidade de fonte de alimentação simétrica e que a faixa de tensões de entrada de a4uste do +#- vai de ( AB' /%2 mC a AB'() C dependendo da faixa de $anos dese4ada. -om entrada ) temos a operação em open loop e com entrada :);2 o $ano é de '(%)))/:. &a tabela 1 temos a escala de $anos

o!tida.

6a!ela (  # mesma confi$uração pode ser adaptada para operar com outros amplificadores operacionais% inclusive com +#-s de outras características. Dma aplicação importante para esse circuito é em instrumentação% onde tensões muito !aixas podem ser medidas com precisão. Essas tensões podem ce$ar  faixa dos microvolts.

3. onte de Corrente bilateral &a figura 3 temos uma fonte de corrente que pode ser positiva ou ne$ativa% dependendo da polaridade da tensão de entrada. O!serve a necessidade de se utilizar resistores de precisão nesse circuito.

0i$ura 1  # fonte de alimentação deve ser simétrica e o trimpot faz o a4uste da faixa de correntes. # corrente de saída é de /) m# e a tensão máxima de entrada de /)) mC. !. Comparador de Alta Sensibilidade  #presentamos a se$uir um comparador com resolução de sinais na faixa dos su!microvolts. O par de transistores casados é importante para que as características do circuito se4am mantidas. Existem equivalentes de pares casados que podem ser utilizados nessa confi$uração. O circuito operacional tra!ala sem realimentação% $erando um sinal compatível com 66F. Os diodos GcottHI funcionam como proteção contra o overdriving e evitam a saturação do transistor de saída.

O circuito opera com fonte simétrica de 2 C. &as aplicações normais% um dos terminais de entrada é aterrado de modo que a re4eição em modo comum não é das maiores. Entretanto% o elevado $ano do O5'2) permite que diferenças de tensão da ordem de microvolts se4am detectadas. O circuito não é dos mais C. 5ara seµrápidos% mas pode detectar diferenças de sinais da ordem de )%1 o!ter transições mais a$udas pode'se usar um disparador de Gcmitt. &a figura ! vemos o circuito para essa aplicação.

0i$ura : ". Oscilador #riangular vers$til O circuito ilustrado na figura " $era sinais trian$ulares na faixa de ()) Jz a 2)) HJz% dependendo dos valores dos resistores colocados. 5ara essa faix% 3( deve estar entre (2 8 oms e 1 H oms.

0i$ura 2

 # amplitude dos sinais é de /) Cpp e a fonte de alimentação deve ser simétrica de AB' (2 C. &ote que o circuito tam!ém possui uma saída de sinais retan$ulares de *%/ C de amplitude. 5ara manter a amplitude dos sinais de saída retan$ulares são usados dois diodos zener. Os valores desses diodos podem ser alterados. %. &etector de 'u( de ai)a &in*mica Ampla O circuito mostrado na figura % usa um fotodiodo como elemento sensor e tem como principal característica o fato de apresentar uma faixa din@mica muito ampla. # tensão de saída é proporcional  intensidade da luz numa faixa de *) d.

0i$ura *  # corrente de polarização é de apenas 2 p#% pois o amplificador operacional utilizado tem uma resistência de entrada extremamente elevada. +. Comparador de ,anela program$vel digitalmente O circuito exi!ido na figura + determina uma 4anela na intensidade dos sinais de entrada que podem passar% mudando o estado da saída. 6rata'se da conecida confi$uração denominada Kcomparador de 4anelaL .&o caso% são utilizados dois +#-s de < !its para determinar a 4anela do sinal a ser processado% mas de forma di$ital.

0i$ura 9

Os amplificadores operacionais usados possuem elevada imped@ncia de entrada% o que $arante a precisão do circuito. Ce4a que os +#-s empre$ados são do tipo com latch de modo a manter a pro$ramação dos sinais separadamente a fim de determinar $anos diferentes para os dois amplificadores operacionais de controle% que são do tipo O5':/). -. iltro e,eitor de Alto / O circuito que vemos na figura - re4eita as freqüências em torno do valor para o qual foi calculado. #s fMrmulas que permitem determinar a freqüência em função dos componentes são dadas 4unto ao dia$rama.

0i$ura <  # elevada imped@ncia de entrada do amplificador operacional permite o uso de resistores de valores elevados e% com isso% é possível o!ter'se um fator N elevado.  # fonte de alimentação deve ser simétrica e outros amplificadores operacionais de mesmas características devem ser utilizados. O!serve que os componentes do duplo 6 devem manter a relação de valores indicadas pelas fMrmulas.

0. Amplificador para transdutor pie(oeltrico Os amplificadores operacionais com transistores de efeito de campo na entrada são ideais para aplicações em que as fontes de sinais são de alta imped@ncia% como no caso de transdutores piezoelétricos. O circuito ilustrado na figura 0 tem essas características% possi!ilitando o uso de resistores de polarização de valores muito altos.

0i$ura ;  # rede formada por 3( e -( determina o corte inferior da faixa de freqüências.

 # fonte de alimentação usada deve ser simétrica e amplificadores operacionais de mesmas características podem ser empre$ados.

1. eferncia de #ensão de Alta 4stabilidade &a figura 1 temos nosso circuito final que consiste numa referência de tensão de alta esta!ilidade% proporcionando uma tensão de () C na saída% praticamente independente das variações da tensão de entrada.

0i$ura ()  # corrente no diodo zener é de apenas / m#% valor mantido por 3(. 5ara que a esta!ilidade se4a $arantida nessa fonte% o resistor deve ser do tipo 2 ppmBo- e o diodo deve ter um coeficiente de ( ppmB-. Conclusão  #s su$estões que vimos são excelentes para desenvolvimento de pro4etos ou testes de !ancada. Em muitas situações% a confi$uração testada pode depois ser implementada em um circuito inte$rado apropriado% caso se trate de um produto de consumo. *Artigo originalmente publicado na revista Saber Eletrônica Ano 43 - Número 420 aneiro 200!