Amplificador Não Inversor Op Amp: Circuito Amplificador Operacional
O circuito amplificador não inversor do amp op fornece uma alta impedância de entrada com todas as outras vantagens associadas aos amplificadores operacionais.
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Tutorial de Amplificador Operacional Inclui:
Introdução | Resumo de Circuitos | Amplificador Inversor | Amplificador Somador | Amplificador Não-inversor | Amplificador de Ganho Variável | Filtro Ativo Passa-Alta | Filtro Ativo Passa-Baixa | Filtro Passa-Banda | Filtro Notch | Comparador | Gatilho de Schmitt | Multivibrador | Bistável | Integrador | Diferenciador | Oscilador Wien Bridge | Oscilador de Deslocamento de Fase
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A configuração do amplificador não inversor é uma das formas mais populares e amplamente utilizadas de circuito amplificador operacional e é usada em muitos dispositivos eletrônicos.
O circuito amplificador não inversor do amp op fornece uma alta impedância de entrada juntamente com todas as vantagens obtidas com o uso de um amplificador operacional.
Embora o circuito de amplificador operacional não inversor básico exija o mesmo número de componentes eletrônicos que seu equivalente inversor, ele encontra usos em aplicações onde a alta impedância de entrada é importante.
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CIRCUITO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
O circuito eletrônico básico para o amplificador operacional não inversor é relativamente simples.
Neste projeto de circuito eletrônico, o sinal é aplicado à entrada não inversora do amplificador operacional. Desta forma o sinal na saída não é invertido quando comparado com a entrada.
No entanto, o feedback é obtido da saída do amplificador operacional através de um resistor para a entrada inversora do amplificador operacional, onde outro resistor é levado ao terra. Ele deve ser aplicado à entrada inversora, pois é um feedback negativo.
É o valor desses dois resistores que governam o ganho do circuito amplificador operacional, pois determinam o nível de feedback.
GANHO DE AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
O ganho do circuito não inversor para o amplificador operacional é fácil de determinar. O cálculo gira em torno do fato de que a tensão em ambas as entradas é a mesma. Isso decorre do fato de que o ganho do amplificador é extremamente alto. Se a saída do circuito permanecer dentro dos trilhos de alimentação do amplificador, a tensão de saída dividida pelo ganho significa que praticamente não há diferença entre as duas entradas.
Como a entrada do amplificador operacional não consome corrente, isso significa que a corrente que flui nos resistores R1 e R2 é a mesma. A tensão na entrada inversora é formada a partir de um divisor de potencial composto por R1 e R2, e como a tensão em ambas as entradas é a mesma, a tensão na entrada inversora deve ser a mesma que na entrada não inversora. Isso significa que Vin = Vout x R1 / (R1 + R2). Portanto, o ganho de tensão do circuito Av pode ser tomado como:
Onde:
Av = ganho de tensão do circuito do amplificador operacional
R2 = resistência do resistor de realimentação em Ω
R1 = resistência do resistor ao terra em Ω
Como exemplo, um amplificador que requer um ganho de onze pode ser construído fazendo R2 47 k ohms e R1 4,7 k ohms.
IMPEDÂNCIA DE ENTRADA DO AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
A impedância do circuito não inversor do amplificador operacional é particularmente alta.
A impedância de entrada deste circuito amplificador operacional pode ser tipicamente bem superior a 10 7 Ω.
Para a maioria das aplicações de circuito, qualquer efeito de carga do circuito nos estágios anteriores pode ser completamente ignorado, pois é muito alto, a menos que sejam extremamente sensíveis.
Esta é uma diferença significativa para a configuração inversora de um circuito amplificador operacional que forneceu apenas uma impedância relativamente baixa dependente do valor do resistor de entrada.
ACOPLAMENTO AC DE UM AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR
Na maioria dos casos é possível acoplar DC ao circuito. Onde o acoplamento CA for necessário, é necessário garantir que o não inversor tenha um caminho CC para a terra para a corrente de entrada muito pequena necessária para polarizar os dispositivos de entrada dentro do IC.
Isso pode ser feito inserindo um resistor de alto valor, R3 no diagrama, ao aterramento, conforme mostrado abaixo. O valor disso pode ser tipicamente 100kΩ ou mais. Se este resistor não for inserido, a saída do amplificador operacional será conduzida para um dos trilhos de tensão.
Ao inserir um resistor dessa maneira, deve-se lembrar que a combinação capacitor-resistor C1 / R3 forma um filtro passa-alta com uma frequência de corte. O ponto de corte ocorre em uma frequência em que a reatância capacitiva é igual à resistência.
Da mesma forma, o capacitor de saída deve ser escolhido de forma que seja capaz de passar as frequências mais baixas necessárias para o sistema. Nesse caso, a impedância de saída do amplificador operacional será baixa e, portanto, a maior impedância provavelmente será a do estágio seguinte.
AMPLIFICADOR NÃO INVERSOR DE ALIMENTAÇÃO ÚNICA
Os circuitos amplificadores operacionais são normalmente projetados para operar com fontes duplas, por exemplo, +9V e -9V. Isso nem sempre é fácil de alcançar e, portanto, muitas vezes é conveniente usar uma versão de terminação única ou fonte única do projeto do circuito eletrônico. Isso pode ser alcançado criando o que é frequentemente chamado de meio trilho de suprimento.
O circuito do amplificador operacional não inversor é polarizado na metade da tensão do trilho. Ao definir o ponto de operação nesta tensão, a oscilação máxima pode ser obtida na saída sem corte.
Ao usar este circuito, há alguns pontos a serem observados:
- Tensão de polarização: A tensão de polarização para o amplificador não inversor é configurada por R3 e R4. Normalmente, a impedância de entrada do próprio amplificador operacional será maior que os resistores e, portanto, pode ser ignorada. Normalmente, a tensão de polarização é definida para metade da tensão do trilho para permitir que a saída seja capaz de oscilar igualmente em qualquer direção sem corte. R3 e R4 normalmente terão o mesmo valor.
- Impedância de entrada: A impedância de entrada deste arranjo será menor que a do amplificador operacional sozinho. A impedância de entrada de todo o circuito amplificador não inversor será R3 em paralelo com R4 em paralelo com a impedância de entrada do amplificador operacional. Na realidade, isso normalmente equivale a R3 em paralelo com R4, ou seja (R3 x R4) / R3 + R4).
- Capacitor C3: O vazamento do capacitor C3 deve ser muito baixo, caso contrário a corrente de fuga perturbará o circuito e entrará no trilho. Os capacitores eletrolíticos não funcionam nesta posição, pois sua corrente de fuga é muito alta e o circuito entra no trilho de alimentação.
- Capacitores de entrada e saída: Como em qualquer projeto de circuito eletrônico, os capacitores de entrada e saída devem ser escolhidos para passar as frequências mais baixas sem atenuação indevida.
A configuração do amplificador não inversor usando um amplificador operacional é particularmente útil para projetos de circuitos eletrônicos em dispositivos eletrônicos onde é necessária uma alta impedância de entrada. O circuito amplificador não inversor é fácil de construir e opera de forma confiável e bem na prática.
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