APOSTILA MÓDULO - 4. figura 2 HALL. figura 3. tomada de entrada balanceada CANON - PDF
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Luiz Felipe Mota Azenha
1 APOSTILA MÓDULO 4 AULA 4 AMPLIFICADORES OPERACIONAIS 2 Amplificação de sinais diferenciais bobina magnética e HALL O circuito Schmitt Trigger analisado detalhadamente Os pontos NSD e NID (Nível Superior e Inferior de Disparo) Os filtros de frequências ativos trabalhando com operacionais As diversas aplicações para os amplificadores operacionais Circuitos limitadores com diodos e diodos zeners Aplicações dos amplificadores diferenciais figura 2 100kW Na figura 1, podemos ver uma ligação de uma cápsula magnética qualquer, que trabalhará captando campos magnéticos ou eletromagnéticos induzidos na bobina. Como vemos, a impedância ou as resistências ligadas à bobina são de mesmos valores, em uma criação de balanceada em relação à massa, ou seja, se do lado de cima foi induzido uma de 1 volt (em relação à massa), do lado de baixo haverá uma induzida de1 volt (também em relação à massa); com isto afirmamos que houve uma indução de 2Vpp sobre a bobina. HALL 100kW figura 1 microfone ou captador magnético 100kW 100kW para desbalancear uma entrada "XLR", conseguidose com isto, uma redução considerável dos ruídos que vem pela linha. De uma forma geral, esta técnica de figura 3 tomada de entrada balanceada CANON Ve 2 3 C2 47pF 100kW V 1 saída desbalanceada Esta vai então ao amplificador operacional que amplifica o sinal de acordo com os valores dos resistores já mencionados nos circuitos anteriores. Na figura 2, temos um elemento HALL, que possui uma polarização prévia (alimentação positiva e negativa), criará uma corrente interna entre esses processamento de sinais de forma balanceada será utilizada quando temos grande incidência de ruídos dois terminais. Quando incidir um campo na área, somada a uma distância considerável eletromagnético transversal sobre esse elemento, entre a fonte de sinal e seu préamplificador. haverá o desvio de cargas para saídas "H1" e "H2" sempre em contra fase, permitirá o amplificador O operacional com realimentação positiva operacional, trabalhar adequadamente. (Schmitt Trigger) Finalmente na figura 3, temos a entrada de um conector "XLR" muito utilizado para a área Até aqui, estudamos uma série de aplicações para profissional de conexões de microfones. Temos os amplificadores operacionais, criando os dois pontos de ligação (2 e 3) que apresentam as comparadores de, até os amplificadores de ligações "vivas" do microfone, enquanto que o pino sinal com realimentação negativa, mas não 1 apresenta ligação da massa (blindagem). tínhamos apresentado a realimentação positiva, O circuito prático mostrado é realmente empregado Para que possamos entender melhor a importância Ve C1 47pF 100kW 13V FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL 45
2 APOSTILA MÓDULO 4 do circuito schmitt trigger, vamos observar a figura na saída do operacional, existirá o que está 4, que é composto de um NTC e um acionador de ligado à entrada não inversora e daí formando um relé, que por sua vez aciona uma ventoinha. divisor de com, até o outro divisor de Quando a temperatura ambiente aumenta, dentro formado por NTC e R5. do gabinete ou ainda em um dissipador de calor, a À medida que o calor vai aumentando sobre o NTC resistência do NTC diminui, aumentando a e a vai subindo entre o NTC e R5, haverá um entre o NTC e. Chegará um instante que o momento que a da entrada não inversora, transistor T começará a ser polarizado, até que o ultrapassará a da entrada inversora e isso relé, seja energizado ao ponto de acionar a provocará o aumento da na saída do ventoinha. operacional, que por sua vez aumenta também a Este processo intermediário de polarização de T, na entrada não inversora, levando a saída do operacional ao B, sendo o transistor instantaneamente saturado, não permitindo uma polarização insuficiente para o relé. O mesmo ocorrerá quando houver o resfriamento do NTC, caindo a entre NTC e R5. Quando a figura 4 na entrada não inversora cair abaixo da da entrada inversora cairá a de saída do operacional, o que será levado por realimentação positiva à entrada não inversora, levando a saída do operacional a zero volt, cortanto instantaneamente o relé. B B B Desta forma, além do acionamento e desligamento do relé ser mais preciso, aumenta sua vida útil. Mas vamos a seguir, analisar mais precisamente como RELÈ CIRCUITO funciona a realimentação positiva e suas PRCIPAL polarizações. SENSOR A figura 6, mostranos a configuração básica de um (NTC) amplificador operacional funcionando com VENTOHA realimentação positiva, ou seja, pegando uma T amostra da saída e levandoa à entrada "Não Tensão de inversora". Esta configuração possibilita a criação controle do circuito chamado "Schmitt Trigger" ou disparador Schmitt, que transforma variações de na entrada do operacional, em variações quadradas poderá causar alguns problemas no relé, como um máximas (entre o mínimo e o máximo da acionamento deficitário, podendo levar os contatos aplicada). do relé ao dano, por ligar e desligar em um determinado momento. Para evitar isso, colocase um circuito chamado de schmitt trigger (figura 5), que já foi estudado na forma transistorizada no módulo 2. Considerando que temos uma de zero volt B RELE B figura 5 B A que pode ser definida na figura 6 é apenas figura 6 12V? 6V 12V? Q1 R6 SCHIMITT TRIGGER B SENSOR (NTC) B R5 da entrada "Inversora" que apresentam potencial de 6 volts, fornecido pelo divisor de na entrada, formado por R 2 e R 3. Na figura 7, dizemos inicialmente que a de saída deste operacional, encontrase com zero volt e que o lado esquerdo do resistor R 1 existe uma 46 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL
3 APOSTILA MÓDULO 4 de 6 volts. Como a de saída está em esquerdo de R 1) caiu para 6 volts, tendo ainda 12 0 volt e existe um divisor de da saída até o volts na saída, acabamos tendo 8 volts na entrada lado esquerdo de R 1, teremos uma queda de "não inversora" o que garante um nível alto a saída de 4 volts sobre o resistor R 4 e somente 2 do operacional (figura 11). volts de queda para o resistor. Para que possamos entender o porquê da Como a da entrada "não inversora" figura 7 6V 12V 4V 6V 12V 0V figura 9 9,1V 12V 6,1V 6V 12V 0V encontrase com 4 volts, ela manterá a saída do operacional em nível baixo (0 volt). Na figura 8, mostramos que elevamos o potencial do lado esquerdo de R 1 para 8 volts e verificamos que a entrada "Não inversora" elevouse para 5,3 volts ainda abaixo da da entrada "Inversora" (6 volts); mantevese assim a saída do operacional em nível baixo. A figura 9, mostra que no instante que o lado figura 8 8V 12V 5,3V 6V 12V 0V de 8 volts na entrada "não inversora", será necessária observar que tem metade do valor de, sendo assim de 6 volts (lado esquerdo de ) para 12 volts (saída do operacional) temos uma queda de de 6 volts, que será distribuída entre e ; como possui o dobro do valor, haverá 4 volts sobre e somente 2 volts sobre. É importante observar que após a variação da saída do operacional para nível alto ou baixo, esta se figura 10 9,1V 12V 10V 6V 12V 12V esquerdo de R 1 alcança 9,1 volts, a divisão de dos resistores R 1 e R 4 (com zero volt na saída) acaba deixando a entrada "Não inversora" com potencial de 6,1 volts, que é levemente superior ao potencial existente na entrada "Inversora"; com isso, imediatamente haverá subida da de saída para 12 volts como mostra a figura 10, elevando também o potencial da entrada "Não inversora" para 10 volts. Com a da entrada "Não inversora" mais alta do que da entrada "Inversora" será mantido o nível alto na saída do operacional. Considerando agora que o nível de entrada (lado mantém, esperando uma grande variação de na entrada. Na sequência da figura 12, se abaixarmos a para 4 volts (lado esquerdo de R 1), teremos como resultante na entrada "Não inversora" uma de 6,6 volts, que manterá a de saída em nível alto. Somente quando a de entrada chegar a 2,9 volts (como mostra a figura 13) é que haverá na entrada "Não inversora" uma menor do que a entrada "Inversora", mudando rapidamente a saída do operacional para zero volt, como mostra a figura 14. Nessa mudança, a da entrada "Não inversora" acaba caindo para dois volts, mantendo a saída em zero volt. Elevando o potencial do lado esquerdo de R 1 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL 47
4 APOSTILA MÓDULO 4 figura 11 6V 12V 8V 6V 12V 12V e saída do operacional, onde em 60a, podemos ver o sinal com ruídos, ou variações indesejáveis. Podemos ver também picos de tensões mais altas, figura 15 6V 12V 4V 6V 12V figura 12 6,6V 4V 12V 6V 12V 12V ultrapassando 9 volts e mais baixas, caindo abaixo de 3 volts. São esses extremos que queremos detectar e assim, toda vez que a da entrada ultrapassar 9 volts, haveria mudança brusca na de saída do operacional, alterandose para 12 volts e permanecendo assim até que a de figura 13 2,9V 5,9V 12V 12V 13V 12V 11V 10V 9V figura 16a 12V 6V 8V 7V 6V 5V 4V 3V novamente para 6 volts, teremos na entrada "Não inversora" um potencial de 4 volts, garantindo o nível baixo (0 volt) para saída do integrado. Na figura 16a, temos as formas de onda da entrada 2V 1V 0V 13V figura 16b figura 14 2V 12V 11V 10V 2,9V 12V 6V 12V 0V 9V 8V 7V 6V 5V 4V 3V 2V 1V 0V 48 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL
5 APOSTILA MÓDULO 4 entrada caia abaixo de 3 volts (veja figura 16b, onde 0V, podemos dizer que o curto do capacitor, temos a variação da saída do operacional). obrigará a de saída a sair de sua A sensibilidade do Schmitt Trigger pode ser estabilidade. ajustada alterando o valor do resistor de Na figura 19, vemos que a de saída começa realimentação positiva. Quanto menor valor, maior a cair aos poucos, à medida que o capacitor vai se deverá ser a variação do sinal da entrada (esquerda carregando e apresentando uma resistência que vai de R 1) para conseguir a mudança do operacional. aumentando com o passar do tempo. Quanto maior o valor do resistor de realimentação positiva, menor variação de sinal será necessária figura 19 na entrada para alterar a saída do operacional. O operacional como integrador e diferenciador O amplificador operacional poderá trabalhar também como integrador ou diferenciador, como mostramos na figura 17 em diante. figura 17 alta à medida que a vai subindo o capacitor apresenta uma resistência média de saída vai caindo aos poucos Na figura 20, vemos que após um tempo, o capacitor será considerado um circuito aberto, além de agora somente o valor da resistência R 2 que ficará na malha de realimentação negativa. figura 20 a) circuito integrador: o circuito integrador pode ser encarado como um passa baixas frequências, pois caso a variação de ocorrer de uma forma muito rápida, haverá na saída do operacional uma variação lenta. A figura 17, mostra o circuito integrador de forma muito simples, onde um capacitor, faz o papel de realimentação negativa. Quando a do lado esquerdo de R 1 sobe bruscamente (observem a figura 18), haverá uma tendência da de saída do operacional não variar, pois o capacitor se comportará como um curto. Como a da entrada "Inversora" tende a ficar igual à da entrada "não inversora", ou seja, figura 18 subida da capacitor se comporta como um curto de saída praticamente não varia alta Nas figuras 21 a, b e c, podemos ver como fica a de saída comparandoas com a de entrada. Na figura 21a, temos uma variação de onda quadrada, onde podemos destacar nesta, a rápida variação do potencial de zero para um potencial positivo, que ocorre quase que instantaneamente. Essa variação rápida, fará com que o capacitor funcione como um curto, impedindo que a saída do operacional varie com a de entrada. Teremos então na figura 21b uma variação de caindo lentamente, até que chega a um ponto de estabilização (tempo t2), onde a atinge uma estabilidade devido a malha de realimentação formada por R 2 e. Quando a na entrada de R 1 sofre nova mudança brusca, variando de nível alto para nível baixo, fará novamente o operacional variar, de forma que a irá subir paulatinamente, até que se torne positiva. Na figura 21c, vemos que a FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL capacitor se comporta como uma chave aberta de saída também fica estável 49
6 APOSTILA MÓDULO 4 a capacitor se comporta como um curto figura 23 b subida da de saída cai bruscamente c começa a cair figura 24 figura 21 variação ocorre de forma mais lenta, isto devido a um capacitor de valor maior colocado na realimentação negativa. alta começa a subir b) circuito diferenciador: o circuito diferenciador permite que por um circuito qualquer, somente passe variações de alta frequência, barrando variações de em baixa frequência. O circuito básico pode ser visto na figura 22, onde vemos um capacitor em série com. fica em zero volt figura 25 figura 22 alta de saída volta a zero volt Na figura 23, consideramos que está havendo uma subida de, fazendo com que comportese como um curto. Isto coloca o resistor ligado a entrada "inversora" do operacional, fazendo com que haja para saída dele, a manifestação da variação de, ou seja, ela acaba caindo bruscamente. Na figura 24, já vemos que o capacitor está aumentando sua reatância devido à estar se carregando, obrigando a na saída do operacional a subir, até que a atinja zero volt, quando o capacitor estará completamente carregado, comportandose com um circuito aberto (figura 25). Na figura 26a, podemos ver a forma de onda no lado esquerdo de R 1, tendo a resultante na saída do operacional mostrada na figura 26b, que cai bruscamente respondendo ao sinal na entrada; logo em seguida, podemos vêla subindo até que chega novamente a zero volt (capacitor já carregado). Com a de entrada caindo bruscamente para um potencial negativo, haverá agora uma armazenada no capacitor (igual a aplicada), fazendo com que a entrada "Inversora" receba uma bem mais negativa, fazendo sua saída subir em uma proporção dobrada, como mostra o tempo t3 em diante. Após, com a descarga do capacitor de sua carga invertida, acaba a de saída voltando a zero volt. 50 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL
7 APOSTILA MÓDULO 4 figura 26 a b c Na figura 26c, podemos ver as variações de tensões ocorridas para um capacitor de valor maior. reatância à sinais de frequências altas. O capacitor na sequência, fará a integração das frequências altas, deixando passar para o circuito posterior, as frequências baixas. Assim temos o filtro passa baixas frequências ou L.P.F. (Low Pass Filter). A forma de onda da banda passante do circuito pode ser vista na figura 27c, onde temos uma grande amplitude de sinal nas frequências baixas (próximas à zero hertz); à medida que a frequência vai aumentando, vemos que o gráfico vai perdendo amplitude até chegar a zero, onde chamamos de frequência de corte. O circuito simplificado de L.P.F. pode ser visto na figura 27, onde temos apenas um resistor e um capacitor, fazendo função semelhante ao circuito da figura 27a. Na figura 28a, podemos ver um filtro passa altas frequências ou H.P.F. (High Pass Filter). Nas frequências baixas, o indutor se comportará como um curto, levando todo sinal para massa; com o aumento da frequência, a reatância do indutor aumentará e assim haverá queda de sobre ele, sinal este que seguirá adiante. Na figura 28c, vemos como ficaria a curva de resposta de frequência desse filtro, onde as frequências baixas apresentam a amplitude zerada, enquanto que a partir de uma determinada frequência, começa a ter sobre o indutor, indo até uma frequência muito alta. Um filtro H.P.F. utilizando capacitor de O filtros de frequência utilizando operacionais Antes de mencionar os o trabalho dos operacionais, façamos uma passagem rápida pelos vários tipos de filtros existentes. Na figura 27a, temos um indutor em série com o sinal, o que causará uma baixa reatância (resistência) à sinais de frequências baixas e de alta figura 28a figura 28b figura 27a figura 28c figura 27b 0Hz f corte f 0Hz f corte f figura 27c acoplamento pode ser visto na figura 28a. Na figura 29a, vemos um filtro passa banda ou passa faixa, também conhecido como B.P.F. (Band Pass Filter), onde nas baixas frequências, o indutor comportarse como um curto, impedindo a passagem dessas frequências; já para as altas frequências, será o capacitor que se comportará como um curto. Assim, em uma determinada FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL 51
8 APOSTILA MÓDULO 4 figura 29a capacitor; e na frequência alta, haverá uma baixa reatância para o capacitor e mais alta para o indutor. Finalmente uma frequência média a reatância do indutor e capacitor serão baixas, matando uma frequência de faixa específica. A curva de resposta figura 31 figura 29b 0Hz f ressonância f frequência média, teremos uma média reatância, tanto para o indutor como para o capacitor, o que causará a existência de determinada amplitude sobre eles, amplitude que seguirá adiante. A frequência em que os dois componentes possuem a mesma reatância é chamada de "frequência de ressonância". A figura 29b, mostra curva de figura 30a C1 da armadilha ou TRAP, pode ser vista na figura 30b. Todos os filtros vistos, são chamados de passivos, pois apesar de desempenharem seus papéis, aplicam perdas ao sinal da entrada. Já os filtros utilizando amplificadores operacionais, como vemos na figura 31, deixam passar determinada 10kW figura 30b L1 0Hz f ressonância f resposta para o B.P.F. A figura 30a, mostra uma armadilha ou TRAP, onde em uma determinada frequência baixa, o indutor deixar passar o sinal, mas não passando pelo C1 figura 33 frequência dando ganho à mesma. A figura 32, mostram um filtro passa baixa ativo, onde o capacitor C2 e C4 deixam passar somente as frequências baixas, cabendo aos capacitores C1 e C3 realimentar positivamente estas baixas 10kW 12,4kW figura 32 R7 10kW R8 1,5kW R5 R6 C1 0,16mF C2 0,16mF C3 0,16mF C4 0,16mF 52 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL
9 APOSTILA MÓDULO 4 frequências para a entrada, aumentando aplicações como veremos adiante, e circuitos que consideravelmente seus níveis. podem ser gerados a partir deles está limitado a A figura 33, mostra um circuito TRAP ou armadilha imaginação do projetista em eletrônica. ativo, onde podemos ver que em uma determinada Na figura 35, vemos um operacional com a sua frequência baixa, haverá um curto no indutor, entrada "Inversora" ligado à massa, entrando sinal permitindo que a da entrada "não inversora" figura 35 seja a mesma da entrada "inversora" mantendo o ganho de saída igual a 1. Já para as frequências A altas, será o capacitor que comportarseá como um C1 D1 curto, mantendo também a saída igual a 1. Mas em B C D uma determinada frequência, haverá queda de sobre indutor e o capacitor, fazendo com que a entrada "não inversora" tenda a ficar com a diferenciada da entrada "inversora" fazendo com que o ganho, possa ser comandado pelos valores dos resistores. Como temos 10 vezes menor que, o ganho acaba sendo de 0,1 ou 10% em relação à entrada. de trabalho pela entrada "Não inversora". A cada variação do sinal na entrada, teremos uma variação Comparadores de brusca na saída (indo de B até B). Esta onda quadrada será posteriormente diferenciada por C1, Uma outra aplicação para os amplificadores ou seja, só passarão variações rápidas do sinal, e operacionais é a comparação de, ou seja, após o diodo D1, apenas pulsos positivos (acima da quando queremos que haja uma indicação ou figura 35 variação sempre que uma determinada atingir um determinado nível. As figuras 34a e 34b, mostram como seriam os comparadores de figura 34a a utilizando fonte simétrica ou fonte convencional. A explicação sobre estes circuitos limitamse as figuras, pois nos primeiros comentários sobre amplificadores operacionais, todos os exemplos figura 34b b c foram feitos em cima de comparadores de. Aplicações gerais de amplificadores operacionais d Podemos utilizar os operacionais para inúmeras FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL 53
10 APOSTILA MÓDULO 4 massa). A figura 35, mostra a variação senoidal proveniente de algum gerador ou da rede elétrica, que é transformada em uma onda quadrada perfeita na figura 35. Com a elevação de do lado esquerdo do capacitor, formase um tempo de carga deste, que é feito por R 1, criando no ponto "C" um pico de positivo. Com a carga do capacitor sendo concluída, a no ponto "C" cai, até que volta a zero volt. O capacitor fica assim carregado com a de saída do operacional ( B). A queda na da saída do operacional para 0V. Fará o lado direito do capacitor, que estava armazenando a de B, cair abaixo da massa. Isto ocorre durante um tempo muito curto, até que com a descarga do capacitor, a no ponto "C" volta a zero volt. Criamse portanto, pulsos positivos e negativos que são as diferenças das variações para positivo e negativo da onda quadrada. Finalmente na figura 35, vemos que somente pulsos positivos conseguem passar pelo diodo D1, formando pulsos que podem ser utilizados para disparo de uma série de circuitos. Na figura 36, temos um retificador de pulsos que pegara o sinal na entrada, deixando passar somente variações positivas do sinal. Vamos considerar inicialmente que a na entrada "Inversora" do operacional está caindo abaixo da massa; isto fará com que a de saída suba, cortando o diodo D2, mas polarizando o diodo D1, que faz com que o lado direito do resistor R 2 fique positivo, tendendo a realimentação para entrada "inversora" a variação da saída. O nível de saída portanto, dependerá da relação de valores entre R 1 e R 2. figura 36 D1 D2 Temos agora na figura 37, um indicador de pico de positiva, ou seja, manterá durante um tempo (dado pelo valor de C1) a de pico positiva proveniente de um sinal AC. Considerando que o sinal aparece na entrada "Não inversora", a elevação dessa produzirá na saída do operacional também uma elevação de que será sempre 0,6 volt maior do que da entrada, pois, após o diodo D1, essa será a mesma da entrada, fato que se comprova pela realimentação negativa que é feita de maneira direta, mantendo o ganho do operacional em "1". A subida da acaba sendo armazenada em C1 e quando ocorre a queda da na entrada "Não inversora" a da entrada "Inversora" acaba sendo maior do que esta, fazendo com que a saída do operacional, caia bruscamente. figura 37 Toda vez que a da entrada "Não inversora" ultrapassar a de entrada "Inversora" haverá o aumento da de saída, fazendo D1 conduzir e mantendo essa armazenada. Esse processo é muito utilizado em indicadores de pico de potência onde durante um tempo, ficam armazenadas informações de onde chegou a potência em um dado instante. A figura 37a, mostra como ficaria a forma de onda de entrada e a integração feita em C1. TENSÃO TEGRADA EM C1 D1 C1 figura 37a Quando a do lado esquerdo de R 1 tornarse positiva, haverá a tendência de queda na da saída do operacional, que cairá somente até 0,6 volt, fazendo o diodo D2 conduzir e com isto jogando um potencial de zero volt na entrada "Inversora". Como D1 fica cortado, não haverá a passagem deste pequeno potencial negativo para saída. Temos assim um retificador de de AC para DC. SAL NA ENTRADA Na figura 38, temos outro tipo de retificador de, onde o sinal manifestase na entrada, acima e abaixo da referência de zero volt. Quando o sinal na entrada, tornase negativo, ou seja, cai abaixo da massa, acaba ocorrendo uma elevação brusca na de saída, não permitindo a condução do 54 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL
11 APOSTILA MÓDULO 4 figura 38 D1 12V Muitos técnicos poderiam dizer que somente com o diodo isto já seria possível, o que é verdade, mas o sinal de saída do operacional, consegue chegar aos extremos de e mais do que isto, consegue entregálo em baixa impedância, permitindo a excitação posterior de outros estágios. Circuito limitador 12V figura 39a diodo D1, mantendo a de saída em um potencial de 0,6 volt, ficando a entrada "Inversora" com potencial de zero volt. Logo, a forma de onda de saída acaba apresentando variações de 12 volts até 0,6 volt, como mostra a figura 38a. Podemos também inverter o diodo D1 (figura 39), ficando agora a resultante invertida a anterior. figura 38a 0,6V 12V Em algumas aplicações, não podemos deixar que o sinal amplificado ultrapassa limites adequados, o que poderia causar problemas à equipamentos ou outros trabalhos. Assim, de uma forma simples, um amplificador de sinal pode incorporar um limitador para os dois semiciclos, como mostra a figura V Nesse circuito, podemos ver que além de uma polarização convencional para a amplificação de sinal, utilizando R 1 e R 2, temos também os dois 0,6V diodos zener s de mesma (6,2 volts), quem vão limitar a máxima de saída. Na figura 40a, mostramos uma variação de sinal de Quando a na entrada diminuir abaixo da 1Vpp sendo aplicada inicialmente ao circuito massa, haverá a elevação do potencial da saída do (entrada ). Essa variação de entrada será de 0,5 operacional, que subirá até 0,6 volts, fazendo volt para o potencial positivo e considerando que diodo D1 conduzir e com isso mantendo a entrada deveremos manter a entrada "Inversora" em zero volt, teremos uma queda de de 0,5 volt sobre D1 R 1. Como o resistor R 2 é dez vezes maior do que R 1, haverá uma queda neste de 5 volts, resultando em uma de saída do operacional de 5 volts. 12V Podemos dizer que o diodo ZD1 estaria diretamente polarizado, mas o diodo ZD2 não atingiu uma de ruptura zener que é de 6,2 volts, pois a figura 39 sobre eles é no momento de 5 volts. Quando sinal da entrada tornarse em 0,5 volt, haverá a elevação do potencial de saída para 5 volts e apesar do diodo série ZD2 estar em 12V condições de condução, o diodo ZD1 não permitirá, pois sua de ruptura zener não foi atingida. "Inversora" com um potencial "zerado". Logo em Mas, no instante de t5 a t6, notase que a de seguida, com o aumento da na entrada entrada atingiu um patamar de 1 volt, ou seja, haveria na saída do integrado uma queda de acaba criando sobre o resistor queda de que não seria realimentada, caindo até 12 volts. de um volt, visto que a na entrada Como mostra a forma de onda da figura 39a. "Inversora" continuará em zero volt. Deveria assim,haver uma queda de de 10 volts sobre o FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL 55
12 APOSTILA MÓDULO 4 resistor ; mas não atinge esse patamar, pois a O mesmo ocorre para semiciclo positivo de saída, máxima possível sobre ZD1 e ZD2 é de 6,8 pois quando a na entrada tender a cair a 1 volts. Assim, quando a da saída do volt, ocorre que a de saída tenderia a subir operacional, chegar 6,8 volts, os diodos acabam para 10 volts; mas, o que ocorre é que os diodos conduzindo e forçando a da entrada zener s conduzem quando potencial de saída "Inversora" a cair, o que não acaba ocorrendo, pois chega a 6,8 volts, mantendo a entrada "Inversora" a saída permanece com 6,8 volts. Na figura 40a, com zero volt de. podemos ver que o sinal da saída foi ceifado quando atingiu a amplitude de 6,8 volts, impedindo figura 40a que sinal chegasse praticamente ao extremo negativo. 1V 0,5V figura 40 10KW ZD1 6,2V ZD2 6,2V 100KW 12V 12V 4V 3V 2V 1V anotações: 0,5V 1V 8V 7V 6V 5V 1V 2V 3V 4V 5V 6V 7V 8V 56 FONTES AMPLIF. DE POTÊNCIA VALVULAS OPERACIONAIS DIGITAL