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Amplificador Operacional
Aula 07: Circuito integrador
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
Aula 07: Circuito integrador
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
1. Introdução
Neste circuito da Figura 1, a tensão de saída (VS) é proporcional à integral da tensão de entrada (Ve).
Figura 1 - Circuito INTEGRADOR com AO
A expressão da tensão na saída do circuito é dada por:
Obs: Se você não conhece o que é integral, procure entender que o circuito tem como finalidade provocar modificações em uma forma de onda (Por exemplo converter uma onda quadrada em onda triangular).
Na pratica o circuito da Figura 1 é afetado pela tensão de offset de entrada (Vio) fazendo o AO saturar com +VCC ou -VCC , isto porque em CC não existindo realimentação negativa (o capacitor é circuito aberto em CC) o ganho será muito alto (por exemplo 105) fazendo o AO saturar com tensões de entrada tão baixas como 2 mV (Vio).
A solução é colocar um resistor, RP, em paralelo com C, desta forma limitando o ganho a RP/R em CC, Figura 2. O circuito porém, só será integrador para freqüência muito acima da freqüência de corte do circuito a qual é dada por:
Observe que isso significa dizer que Xc<<<Rp isto é, nessas condições Xc em paralelo com Rp resulta aproximadamente Xc, o equivalente é capacitivo com caracteristicas proximas ao circuito da Figura 1.
O circuito se comporta como um filtro passa baixas (FPB), onde o ganho no patamar é dado por Rp/R ou em dB, 20.log(Rp/R).
Arquivo Multisim Live
( a )
( b )
Figura 2 - ( a ) Circuito prático de um integrador com AO ( b ) curva de resposta em freqüência
Observe novamente, o circuito é basicamente um filtro passa baixas. Como o ganho no patamar é maior do que 1 (maior que 0 dB) chamamos o filtro de Filtro Ativo (o filtro visto anteriormente no Curso de CA é passivo, pois a saída nunca é maior do que a entrada).
Observe também que, para freqüências abaixo da freqüência de corte o circuito se comportará como o Amplificador Inversor já visto.
2. Experiência: O Integrador
2.1. Abra o arquivo ExpAO_22 Integrador, identifique o circuito da Figura 3. Calcule a sua freqüência de corte fC, e anote na Tabela 1. Use o Bode plotter para obter a curva de resposta em frequencia e determine a frequencia de corte, que a frequencia para a qual o ganho é 3 dB menor que no patamar. Anote na tabela 1. Caso deseje precisão vá em View>>Grapher, configure o grafico em seguida usando um dos cursores obtenha a frequencia de corte.
Arequivo Multisim On Line
Figura 3 - Integrador pratico com entrada quadrada
Tabela 1 - Valores calculados e medidos da frequencia de corte do circuito da figura 3
Frequencia de Corte | |
Calculada | Medida por Simulação |
2.2. Ajuste o gerador de funções para onda quadrada de amplitude de 1 VP e freqüência muito menor do que a freqüência de corte (muito menor é pelo menos 10 vezes menor). Anote as formas de onda da entrada (Ve) e saída (Vs).
Gráfico 1: Forma de onda na entrada (Ve) e na saída (Vs) para f<<<fc
2.3. Ajuste o gerador de funções para onda quadrada de amplitude de 1 VP e freqüência muito maior do que a freqüência de corte (muito maior é pelo menos 10 vezes maior). Anote as formas de onda da entrada(ve) e saída (Vs)
Gráfico 2: Forma de onda na entrada (Ve) e na saída(Vs) para f>>>><fc
2.4. Experimente fazer os itens anteriores usando uma onda senoidal. Que tipo de modificação existe entre a entrada e a saída ? Comente.
2.4.1. Onda de entrada com Freqüência muito maior que fc
2.4.2. Onda de entrada com Freqüência muito menor que fc
2.4.1. Onda de entrada com Freqüência muito maior que fc
2.4.2. Onda de entrada com Freqüência muito menor que fc
2.5. Conclusões: