Amplificador Operacional

O amplificador operacional ideal tem que possuir as seguintes características:

.O ganho de tensão A em malha aberta é infinito.
.A resistência de entrada é infinita.
.A resistência de saída é zero.

Com o ganho de tensão infinito, a condição de curto‐circuito virtual será Vp=Vn. Com a resistência de entrada infinita, as correntes de entrada Ip=In = 0A. O modelo do amplificador operacional ideal é apresentado logo abaixo.

CARACTERÍSTICAS DE UM AMPLIFICADOR OPERACIONAL 

Uma das características de um Amplificador Operacional é o Ganho de Tensão, pois para que a amplificação seja viável, inclusive para sinais de baixa amplitude, como sensores, é necessário que o amplificador possua um alto ganho de tenção. Que seria um ganho infinito.

Outra característica importante é a Resposta de Frequência (BW), que é necessário que um amplificador tenha uma largura de faixa muito ampla, de modo que um sinal de qualquer frequência possa ser amplificado sem sofrer corte ou atenuação. Idealmente BW deveria se estender desde zero a infinitos hertz.

Por ultimo vem nada mais do que a Sensibilidade á Temperatura (DRIFT), as variações térmicas podem provocar alterações acentuadas nas características elétricas de um amplificador. A esse fenômeno chamamos DRIFT. Seria ideal que um AOP (Amplificador Operacional) não apresentasse sensibilidade ás variações de temperatura.

Entre os vários tipos de amplificadores alguns deles são:
-Amplificador Não-Inversor;
-Amplificador Inversor;
-Amplificador Somador;
-Amplificador Multiplicador;

-Amplificador Integrador;

-Amplificador Diferencial ou Subtrator;
-Amplificador Diferenciador.

AMPLIFICADOR NÃO-INVERSOR

A imagem acima apresenta um amplificador não-inversor que tem como característica de funcionamento a preservação da polaridade de entrada, como por exemplo, uma tensão de entrada (Vin) positiva continuará sendo positiva na saída (Vout), já se aplicarmos uma tensão negativa na entrada (Vin) sua saída continuará sendo negativa na saída (Vout).


AMPLIFICADOR INVERSOR

Na ilustração acima observamos que é um Amplificador Inversor, tem como características de funcionamento a mudança do sinal da tensão de entrada, por exemplo, se colocarmos uma tensão de entrada (Vin) positiva a tensão na saída (Vout) será negativa, já se aplicarmos uma tensão negativa na entrada (Vin) a tensão de saída (Vout) será positiva. Essa característica é devido a entrada inversora, pois a diferença do amplificador  inversor para não inversor é entrada que colocarmos a tensão de entrada, se é na entrada inversora ou na entrada não inversora.

AMPLIFICADOR SOMADOR

Um exemplo de um amplificador somador. Onde a tensão de saída deste circuito é a soma algébrica das tensões aplicadas às entradas, multiplicada pelo ganho que é dado pela relação entre R2 e R1.

Formula:
Uout = R2/R1 x (U1+U2+U3+.....Un)

Onde:
Uout é a tensão de saída em volts (V)
U1, U2.....Un são as tensões em volts (V)
RI, R2 são as resistências em ohms

AMPLIFICADOR MULTIPLICADOR 

Os multiplicadores são circuitos capazes de multiplicar duas ou mais entradas. Estes circuitos estão sendo substituídos, com vantagens, por implementações digitais com circuitos dedicados ou processadores de sinais.

Um exemplo de amplificador multiplicador:

Formula:

(vi − v2) / R1 = (v2 − vo) / R2

Onde:

vi é a tensão de entrada;

vo é a tensão de saída;

v1=0 porque está no GND;

v2 é uma certa tensão que varia conforme a resistência dos resistores e a tensão de entrada;

R1 e R2 são os resistores;

S é o nó .

AMPLIFICADOR INTEGRADOR

O amplificador integrador pode ser construídos através de diversos tipos de circuitos, mas a forma mais comum é constituída de um amplificador operacional com realimentação negativa através de um capacitor. Uma tensão é aplicada, através de um resistor, na entrada inversora deste amplificador operacional e a entrada não inversora é aterrada. A corrente fornecida pela fonte é transmitida ao capacitor que, por sua vez, se carrega.

Um exemplo de amplificador integrador:

Formula:
Vo(t)= - 1/R.C  / derivada Vi(t)dt+Vo(0);
Vi(t)dt = formato de onda de fonte;


AMPLIFICADOR DIFERENCIAL OU SUBTRATOR

Como podemos observar na figura acima que sua tensão de saída (Vo) será igual diferença entre os sinais amplificados, multiplicada por um ganho (que é a multiplicação da diferença entre as duas tensões).

AMPLIFICADOR DIFERENCIADOR

Este amplificador tem a operação da matemática de diferenciação. Sua tensão de saída será proporcional à inclinação da tensão de entrada. A tensão na saída será negativa, porque o circuito está utilizando a entrada inversora.

Variáveis:
R= resistência ohmica;
C= capacitância do capacitor;
dVi(t)= derivada da tensão de entrada;
dt= derivada do tempo.

BIBLIOGRAFIA:

Informações: http://www2.feg.unesp.br/Home/PaginasPessoais/ProfMarceloWendling/3---amplificadores-operacionais-v2.0.pdf

http://eel.ufsc.br/~costa/EEL7300/Textos/EletronicaLinear052823.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=nye6WaqJvqc

http://www.mspc.eng.br/eletrn/ampop110.shtml#multipl

http://www.peb.ufrj.br/cursos/eel710/EEL710_Modulo08.pdf

http://pt.wikipedia.org/wiki/Integrador

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/matematica-para-eletronica/636-somador-com-amplificador-operacional-m023.html

Imagem: http://www.ufrgs.br/eng04030/Aulas/teoria/cap_15/imgs/ft150140.gif