Laboratório 09 - Amplificador Operacional

Prof. Dr. Marcelo de Oliveira Rosa Prof. MSc. José da Silva Maia 10 de agosto de 2011

Resumo Nesta experiência lidaremos amplificadores operacionais operando como seguidor de

fonte, comparador e amplificador inversor (Peso das questões: 1/15).

1 Lista de materiais utilizados:

• Transformador de tensão 127V_{ac}/220V_{ac} ⇒ 12 + 12V (fornecido pelo laboratório)

• Resistores 1kΩ, 15kΩ, 100kΩ e 150kΩ

• Potenciômetro (fornecido pelo laboratório)

• Diodos 1N400X

• Capacitores eletrolíticos 100μF

• CI 7812 e CI 7912 (reguladores)

• LM324 (amp-ops)

• LEDs

• Alicates (de corte e de bico) e Fios para interconexão

2 Fonte simétrica

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 1: Fonte simétrica

• Meça as seguintes tensões (atente para as polaridades):

– V_{9−11} =  (V em DC)  – V_{9−11} =  (V em AC)
– V_{10−11} =  (V em DC)  – V_{10−11} =  (V em AC)
– V_{9−10} =  (V em DC)  – V_{9−10} =  (V em AC)

• (rel) Explique (sucintamente) o funcionamento do circuito, com ênfase nos caminhos da corrente pelo circuito, no efeito dos capacitores e dos reguladores de tensão.

3 Seguidor de fonte

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 2: Fonte simétrica + Seguidor de fonte

• Ajuste o potenciômetro para uma posição intermediária, e meça as seguintes tensões:

– V_{12−11} =  (V em DC)  – V_{13−11} =  (V em DC)

• Ajuste o potenciômetro de tal forma que V_{12−11} forneça tensões específicas (em DC) e depois meça as tensões V_{13−11} (em DC).

V_{12−11}  V_{13−11}  V_{12−11}  V_{13−11}  V_{12−11}  V_{13−11}
−0,1V  −2V  +5V
+0,1V  +2V  −8V
+1V  −5V  +8V

• (rel) Para quais tensões V_{12−11} os LEDs acendem? É possível acender os dois LED simultaneamente?

• (rel) Explique (sucintamente) o funcionamento do circuito, com ênfase nos reguladores de tensão e na saída do seguidor de fonte.

• (rel) Altere a alimentação do amp-op (V_{−}) de −12V para 0V e varie a tensão V_{12−11} e observe V_{13−11}. Qual o efeito dessa alteração (alimentação do amp-op) na saída do seguidor de tensão?

4 Comparador

• Monte o circuito abaixo (desconecte o transformador da linha durante a montagem).

Figura 3: Fonte simétrica + Comparador

• Ajuste o potenciômetro de tal forma que V_{12−11} forneça tensões específicas (em DC) e depois meça as tensões V_{13−11} (em DC).

V_{12−11}  V_{13−11}  V_{12−11}  V_{13−11}  V_{12−11}  V_{13−11}
−0,1V  −2V  +5V
+0,1V  +2V  −8V
+1V  −5V  +8V

• (rel) Qual é o ganho desse circuito? Reflita com base nos resultados obtidos na tabela anterior.

• (rel) Explique (sucintamente) o funcionamento do circuito, com ênfase nos reguladores de tensão e na saída do comparador.

5 Amplificador inversor

• Monte o circuito abaixo.

Figura 4: Amplificador inversor

• Conecte a fonte simétrica da bancada para alimentar o amp-op.

• Conecte o gerador de funções para gerar ondas quadradas, triangulares e senoidais como entrada do amplificador inversor.

• Conecte o canal 1 do osciloscópio para observar a entrada do amplificador inversor e o canal 2 do osciloscópio para observar a saída do amplificador inversor.

• Gere ondas senoidais e registre os sinais dos canais 1 e 2.

• (rel) Calcule o ganho do circuito.

6 Considerações finais

• O que ocorre se a alimentação do amp-op se tornar assimétrica?

• O que é saturação?

• O que é histerese em um circuito amplificador (pesquise)?