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Amplificador Operacional
Aula 04: Amplificador Somador
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 - Albuquerque e Seabra - Ed. Erica
1. Amplificador somador inversor
É um dos circuitos que justificam o nome de amplificador operacional. A figura 1 é o circuito básico no qual todas as resistências são diferentes. O circuito é derivado do amplificador inversor já visto e a obtenção da expressão da tensão de saída em função das entradas é feita considerando que o ganho do AO em malha aberta é infinito (resultando Vi=0) e que a impedância de entrada é infinita (resultando Ii=0).
Figura 1 - Amplificador somador inversor generico
1.1. Características
A expressão da tensão de saída em função das entradas é dada por:
Obs: A dedução dessa expressão pode ser obtida usando o teorema da superposição de efeitos.
Exemplo: Considere que na Figura 1 que R1=1k R2=2k RF=3k V1=2V e V2=-2V. Determinar Vs
Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)
Caso as resistências de entrada, R1 e R2, sejam iguais a R resulta o circuito da Figura 2.
Figura 2 - Amplificador Somador Não Inversor - Resistências de entradas iguais
E a equação da tensão de saida em função das entradas:
O circuito é chamado de amplificador somador inversor
Exemplo: Considere na Figura 2 que R1=1k R2=1k RF=4k V1= 2V V2=-2V. Determinar Vs
Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)
Caso as todas as resistências sejam iguais a R, resulta o circuito da Figura 3.
Figura 3 - Amplificador Somador Não Inversor - Todas as resistências iguais a R
A expressão da tensão de saída, Vs, em função das entradas, V1 e V2, é dada por:
Vs= - (V1+V2)
A tensão saida é soma das entradas invertida. Para obter o valor da soma basta adicionar em seguida um circuito com ganho -1.
Exemplo: No circuito da Figura 3 seja R1=R2=R=1k e V1=-2V e V2=-1V. Determinar Vs
Solução: De acordo com a expressão da saída em função das entradas, Vs=f(V1,V2)
2. Amplificador somador não inversor
Neste caso as entradas são aplicadas na entrada não inversora, figura 4.
Figura 4 - amplificador somador não inversor
A expressão da tensão de saida é:
Vs= (V1+V2)
Obs: A dedução pode ser feita usando o teorema da Superposição de Efeitos.
3. Experiência: Amplificador Somador Inversor em CC
3.1 Abra o arquivo expAO_14 Somador em CC (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 5. Calcule todos os valores de correntes e tensões e indique na tabela 1.
Arquivo Tinkercad - Somador inversor
Arquivo Falstad
Arquivo Falstad
Figura 5 - Circuito para experiencia 7
Arquivo Falstad
Tabela 1 - Dados obtidos para experiencia 7
| Valores Calculados | |||||||||||||||
Caso 1 | Caso 2 | ||||||||||||||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V | ||||||||||||
I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | ||||||||
I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | ||||||||
If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | ||||||||
3.2. Inicie a simulação, medindo todos os valores de corrente e tensão. Anote na tabela 2.
Tabela 2 - Valores medidos para experiencia 7
| Valores Medidos (simulados) | |||||||||||||||
Caso 1 | Caso 2 | ||||||||||||||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V | ||||||||||||
I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | I1(mA) | IAO(mA) | ||||||||
I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | I2(mA) | IL(mA) | ||||||||
If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | If(mA) | Vs(V) | ||||||||
4. Experiência: Amplificador Somador Inversor com Buffer na Entrada
Para evitar que a impedância de saída das fontes que alimentam as entradas do amplificador inversor modifiquem o ganho, entre a fonte de sinal o AO deve ser colocado um buffer em cada entrada (AO1 e AO2).
4.1. Abra o arquivo expAO_15 Somador em CC com buffer nas entradas (Multisim 14) e identifique o circuito da figura 6. Calcule o valor da saida para todas as combinações de entrada da tabela 3. Para que os buffers antes das entradas?
Arquivo Tinkercad - Amplificador Somador Inversor com Buffer na Entrada
Arquivo Falstad
Figura 6 - amplificador somador com entradas bufferizadas
Tabela 3 - Valores calculados para experiencia Amplificador Somador com Buffer na Entrada
Valores Calculados | |||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V |
| Vs | Vs | Vs | Vs |
4.2 Inicie a simulação medindo a tensçao de saida para cada combinação de entrada da tabela 4
Tabela 4 - Valores medidos para experiencia 7
Valores Medidos por Simulação | |||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V |
| Vs | Vs | Vs | Vs |
5. Experiencia: Amplificador somador não inversor
5.1. Abra o arquivo ExpAO_16 Somador Não Inversor em CC e identifique o circuito da figura 7. Calcule o valor da tensão de saida para cada combinação de entrada da tabela 5.
Somador Não Inversor em CC - Tinkercad
Somador Não Inversor em CC - Falstad
Figura 7 - Somador Não Inversor
Tabela 5 - Somador Não Inversor - Valores Calculados
Valores Calculados | |||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V |
| Vs | Vs | Vs | Vs |
5.2. Inicie a simulação e meça a tensão na saida para todas as combinações das tensões nas entradas na tabela 6.
Tabela 6 - Valores medidos para experiencia 8
Valores Medidos por Simulação | |||
V1= -2V V2=2V | V1= -2V V2= -2V | V1=2V V 2= -2V | V1=2V V2=2V |
| Vs | Vs | Vs | Vs |
5.3. Conclusões
6. Experiencia: Amplificador somador inversor em CA
6.1. Abra o arquivo ExpAO_17 Somador Inversor em CA (Multisim 14) identifique o circuito da Figura 8. Inicie a simulação anotando as formas de onda das tensões de entrada V1, V2 e saida Vs.
Arquivo Falstad
Figura 8 - Somador Inversor em CA
6.2. Escreva as suas conclusões
Prova P1 de Amplificador Operacional
Voce tem 60minutos para completar os testes
Qualquer duvida consulte o livro Utilizando Eletronica com AO - Ed Erica - Albuquerque, R.O; Seabra, A.C,