AMPLIFICADOR OPERACIONAL COMO COMPARADOR DE TENSÃO

1. Objectivos

• Estudar o amplificador operacional na montagem comparadora
• Enunciar algumas das numerosas aplicações desta montagem

2. Montagem comparadora 2.1 Como se liga uma alimentação simétrica Neste amplificador o valor da diferença de potencial entre o terminal de saída e o de massa é proporcional ao valor da diferença de potencial ente as duas entradas. pino 7: +VCC pino 4: -VCC pino 2: entrada inversora pino 3: entrada n/ inversora A figura acima mostra apenas como se alimenta o OPA ( nos pinos 4 e 7). As tensões de saída e as de entrada serão medidas em relação à massa. Note que o OPA que usamos não tem pino de massa 2.2 Resistência de entrada A resistência de entrada em qualquer das entradas é muito elevada: os valores típicos são 10 M W a 1000 MW.( não pode ser medida com ohmímetro) 2.3 Amplificação diferencial No exemplo a seguir aplica-se ao OPA uma tensão diferencial de 10mV: A amplificação de tensão diferencial é muito elevada : valor típico 100.000 a 500.000 Se aplicarmos uma tensão de 1mV entre as entradas não podemos esperar obter 100.000mV ou 500.000 mV na saída pois os circuitos internos não podem dar tensões dessa ordem. Na prática o amplificador pode apresentar na saída uma tensão igual ou ligeiramente inferior à tensão de alimentação. Alimentado a +12V - 12V pode apresentar tensões entre +12V e -12V em alguns tipos de OPA especiais e nos mais comuns +10,5V a -10,5V. Podemos então concluir que a saída do amplificador satura nas tensões indicadas quando a tensão diferencial de entrada excede algumas dezenas de microvolt. A montagem apresenta assim as propriedades dum comparador de valores de tensão de elevada precisão. 2.4 Exemplos Exemplo duma tensão diferencial: na montagem acima o voltímetro mede a tensão diferencial entre os dois pontos médios dos potenciómetros.Neste caso não mede uma tensão em relação à massa como é habitual. Na montagem acima em vez do voltímetro está um OPA. O OPA tem aplicada entre as entradas uma tensão diferencial. Na montagem acima o OPA compara as tensões dos cursores dos potenciometros em relação à massa. Na saída temos o resultado da comparação: +V ou -V No exemplo animado a seguir apresentado estão aplicadas duas tensões às entradas dum OPA. O valor duma varia. Podemos ver o que sucede na saída do OPA quando uma das tensões excede a outra. ( a estudar depois dos díodos) No exemplo a seguir o OPA compara duas tensões que são função da temperatura ( a estudar depois dos díodos) Exemplo de aplicação: Outro exemplo Um comparador pode servir de conversor A/D de 1 bit: posso determinar se uma tensão está acima ou abaixo de um dado valor, ou seja classificar o valor duma dada tensão em dois intervalos. Se usar dois comparadores posso classificar o valor duma dada tensão em quatro intervalos. ... Introdução, Opa como comparador e Opa como amplificador (em preparação)

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Fernando Teixeira Maio 2002 v1.0