Circuitos com amplificadores operacionais

 No artigo de Amplificadores Operacionais vimos uma introdução sobre esses dispositivos que são de muita ajuda na confecção de sistemas maiores, agora vamos ver melhor sobre alguns tipos de montagens que podemos fazer com eles.

1) Amplificador Inversor

 Esse tipo de circuito, pega uma entrada e multiplica ela por um certo ganho, porém como o nome sugere, ao mesmo tempo que ele amplifica o sinal, ele faz uma mudança de 180° na onda de entrada.

 

Perceba também que existe um resistor ligando a saída na entrada, esse tipo de ligação é chamada de realimentação de sinal, ou feedback. e a saída desse amplificador é calculada como:

 

Perceba também que a relação entrada pela saida pode ser chamada de ganho, e será o valor que multiplica Vi:

No exemplo que coloquei, usei dois resistores simples, então a relação entre entrada e saída é constante, mas se mudarmos o Rfeedback por um potenciômetro, podemos mudar o valor da saída, sem desmontar o circuito, se obsevarmos também os sinais de entrada e saída teremos:

 

Em amarelo vemos o sinal de entrada, e em azul o sinal de saída, que tem o dobro da amplitude da entrada, e podemos ver a inversão de fase, demonstrada pelo sinal de negativo na fórmula, quando a entrada é positiva, a saída é negativa, e vice-versa.

 

2) Amplificador não Inversor 

Essa montagem não faz a inversão de fase do sinal de entrada, porém ela não permite que se controle o ganho livremente, a relação saidá e entrada é calculada como:

A montagem desse circuito é basicamente a mesma, mas mudamos o pino que recebe a entrada:

Observe abaixo como é a saída e a entrada desse circuito:

Agora a saída tem mais que o dobro da amplitude da onda de entrada, mas perceba que dessa vez, não houve a desfasagem de 180° nas fases, então quando a entrada está no seu maior a valor, a saída também estará.

3) Seguidor Unitário ou Buffer

Se usarmos um amplificador operacional nas configurações acima, teremos a saída igual à entrada multiplicada por alguma coisa, mas em algumas aplicações podemos não querer essa modificação então pode-se usar essa montagem de amp-op.

Nessa montagem a saída é idêntica à entrada, mas então qual a vantagem disso? Se estamos trabalhando com uma fonte de sinal que seja sensível, por exemplo um sensor, não queremos que tensão que esteja em uma parte do circuito possa passar para ele, então se devemos permitir a passagem de tensão apenas em uma direção, você pode pensar em usar um diodo, mas diodos possuem uma queda de tensão para funcionarem, 0,7V nos de silício e 0,3V nos de germânio, e antes dessa tensão ser atendida, o diodo não conduz, então se ligássemos um em um sensor, haveria perda de parte do sinal enviado, essa perda não ocorre com essa montagem, então ela pode substituir o diodo em aplicações que queremos preservar sinais de pequena amplitude.

4) Amplificador somador

Essa montagem já é usada quando ao invés de uma única fonte de sinal, possuimos múltiplas, porém ela é muito semelhante ao amplificador inversor.

Ele não está limitado a apenas duas entradas, pode haver mais, mas eu apenas desenhei essas, a saída desse circuito será a sobreposição das ondas de entrada, multiplicadas por certo ganho.

Os resistores de entrada não precisam necessariamente, serem iguais, então podemos dar ganhos diferentes para cada sinal somado.

5) Circuito Integrador

Esse circuito integra o sinal de entrada, nós não podemos usa-lo para fazer uma prova de cálculo, mas a partir de um sinal, ele mostra na saída, qual onda é obtida para aquela taxa de variação na entrada.

6) Circuito Diferenciador

Ao contrario do circuito anterior, esse possui na saída a taxa de variação, ou a derivada do sinal de entrada. A montagem é feita da seguinte maneira: