Circuitos Inversores, não Inversores, Derivadores e Integradores feitos com Amplificadores Operacionais

Circuitos Inversores, não Inversores, Derivadores e Integradores feitos com...

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Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA

Campus Alegrete

Curso de Engenharia Elétrica

Disciplina de Eletrônica Aplicada e Instrumentação Prof. Jumar Luís Russi

Alexandre Correa do Canto Cauê Melgarejo Mendonça

Cleofe Basso

Theodoro da Silva Rodrigues Maicon Venes Pereira

Alegrete, 07 de Junho de 2009

Resumo - Este artigo tem por objetivo analisar o comportamento de 2 circuitos básicos que podem ser feitos com o Amplificador Operacional (Amp-Op)modelo LM741: Circuito Inversor, Circuito Não-Inversor, Circuito Integrador e Circuito Derivador. Para isso serão feitas algumas experiências em laboratório com componentes eletrônicos em uma bancada no Laboratório de Eletrotécnica da Unipampa Campi Alegrete, verificando os resultados obtidos e comprovando suas validades teóricas.

Palavras-Chave: Amplificador operacional, LM741, ganho, inversor, não-inversor, derivador, integrador, Osciloscópio;

Os amplificadores operacionais ou Amp-ops são dispositivos extremamente versáteis com uma imensa gama de aplicações em toda a eletrônica. Com emprego na realização das funções matemáticas como a integração e derivação e das simples, porém muito importantes configurações inversora e não inversora.

Os amplificadores operacionais são os elementos básicos dos computadores analógicos, alem de ser úteis ainda em outras inúmeras aplicações na eletrônica moderna.

1) AMPLIFICADOR LM741

O circuito integrado 741 (figura1.1) é um amplificador operacional e portanto um circuito integrado linear constituído por um bloco amplificador de tensão de alto ganho baseado em transistores (bipolares ou FET) dotado de uma única saída, porém de duas entradas, sendo uma inversora e uma não inversora. É um dispositivo de baixa potência.

Podemos identificar os pinos do LM741 através da figura 1.2.

1/5) Em algumas aplicações deve-se ligar um trim-pot externo que injeta uma tensão de “correção de erro” – Offset Null.

2) Entrada inversora. 3) Entrada não inversora. 4) Alimentação negativa. 6) Saída do amplificador operacional. 7) Alimentação positiva. 8) Não tem ligação interna nem função externa (NC – Not Connected)

2)MATERIAIS

Para a realização dos experimentos foram usados os seguintes equipamentos e materiais:

a) Duas fontes de tensão chaveadas; b) Gerador de sinais; c) Osciloscópio; d) Protoboard; e) Amplificador (LM741); f) Resistores; g) Capacitores; f) Fios para conexão;

3)DADOS

Para os a construção dos circuitos inversor, não inversor, derivador e integrador deveremos usar os seguintes valores:

Tabela 3.1

Parâmetros (I e NI) Valor

R1 10k ohm Rf 100k ohm Rg 10k ohm

Amax 0,5v

Tabela 3.2

Parâmetros (D e I) Valor

R1 10k ohm Rf 10k ohm C1 47 nF

Amax 1 v

Ts 1ms

Como Ts = 500µs e f = 1/ Ts

, a freqüência usada em nossos experimentos dos circuitos inversores e não inversores será de 2Khz.

Como Ts = 1ms e f = 1/ Ts

, a freqüência usada em nossos experimentos dos circuitos derivadores e integradores será de 1Khz.

4)CIRCUITO INVERSOR

O circuito amplificador inversor (figura 4.1) é denominado assim pelo fato de que seu sinal de saída estará defasado 180º em relação ao sinal de entrada, ou seja, ele inverte o sinal de entrada.

Fig. 4.1 - Circuito Inversor;

Av = - Rf / R1(1)

O ganho em um circuito inversor é expresso por (1).

Para comprovar as afirmações teóricas sobre o circuito amplificador inversor montamos na protoboard o circuito da figura 4.1 usando os valores referentes a tabela 3.1 e observamos as formas de onda no osciloscópio.

4.1)Fonte Senoidal

Vemos na figura 4.1.1 que a tensão senoidal de entrada (0.5v) é invertida e aumentada 10 vezes (5v), já que o ganho deste circuito é de 10x.

Fig. 4.1.1 – Forma de onda senoidal de um circuito inversor vista em um osciloscópio;

Vemos na figura 4.1.2 que a tensão senoidal de entrada (0.5v) é invertida e aumentada 5x (2.5v) pois adotamos Rf / 2.

Fig. 4.1.2 – Forma de onda senoidal de um circuito inversor vista em um osciloscópio; PS:. A figura 4.1.2 foi retirada do experimento do colega Átila Menezes;

4.2)Fonte Quadrada

Vemos na figura 4.2.1 que a tensão quadrada de entrada (0.5v) é invertida e aumentada 10 vezes (5v), já que o ganho deste circuito é de 10x.

Fig. 4.2.1 – Forma de onda quadrada de um circuito inversor vista em um osciloscópio;

Vemos na figura 4.2.2 que a tensão quadrada de entrada (0.5v) é invertida e aumentada 5x (2.5v) pois adotamos Rf / 2.

Fig. 4.2.2 – Forma de onda quadrada de um circuito inversor vista em um osciloscópio; PS:. A figura 4.2.2 foi retirada do experimento do colega Átila Menezes;

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