Impedância de entrada e impedância de saída
Ganho finito e tensões de saturação Erros de polarização: tensão e desvio
(offset) e correntes de polarização Taxa de inflexão Resposta em frequência Produto ganho largura de banda Distorção harmónica Ruído
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Amplificadores operacionais reais
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica: Amplificadores operacionais reaisAmpop ideal
+
-
v+
v-
voA
i+
i- vvAvo
0 Av
vvA o
v+
v-
vo+-
+
-A(v+-v-)vin
+
-
[,] ov
virtualcircuito curto 0 vv
0 ii
Ampop real
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Impedância de entrada e impedância de saída
ooo iRvvAv
i
in
RV
ii
v+
v-
vo
Ro
+-
+
-
+
-A(v+-v-)
vinRi RL
ioi+
i-
vvAvR oo 0
0 iiRi v+
v-
vo+-
+
-A(v+-v-)vin
+
-
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Ganho finito e tensões de saturaçãoAmpop real
v+
v-
vo
Ro
+-
+
-
+
-A(v+-v-)
vinRi RL
ioi+
i-
[,] satsato VVv
ivv
A
0
ov
ivsatV
satV
iv0v
finito A
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)Tensão de desvio (offset):
Tensão contínua (DC) Tensão (na entrada) VID = V+-V- para que VO =
0V Devido a erros de simetria no amplificador de
entrada diferencial
+
-
vo= 0 VAvOS
+ -
Vvvvv oos 0
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)
Nª de amplificadores
+-
2 mV
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)Corrente de polarização:
Correntes contínuas (DC) Transístores de entrada com correntes
pequenas mas não nulas Transístores de entrada com diferenças
+
-
A
IBP IBN
+
-
A
IB IB
Ios
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)
+
-
A
IBP IBN
+
-
A
IB IB
Ios2
BNBPos III
2BBPBN II
I
2os
BBPI
II
2os
BBNI
II
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)
Nª de amplificadores
+-
Ios =20 nAIB =80 nA
Modelo incluindo os erros de polarização
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)
+
-
A
IB
IB
Ios
+ -VosIBP
IBN
VIN+
VIN-
VO
DC erros os todosde ãocontribuiç 0 OININ VVV
Erro total
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC)
+
-
A
IB
IB
Ios
+ -
VosIBP
IBN
VIN+
VIN-
VO
222BOIOIosOVosOtotal VVVV
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC) Efeito das correntes de polarização (desprezando
a corrente de offset)
-
+
A
IBP
IBN
VO
R1
R2
BBPBN III
BoBo IRVI
RV
22
0 VV
erro 2 BIR
0iV
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Erros de polarização (DC) Correcção do efeito das correntes de polarização
-
+
A
IB
IB
VO
R1
R2
R3
BBBo I
RIR
RIRV
1
3
2
3
BIRVV 3
BBBo IRRIRRIRRVR 2132311
3132211
1 RRRRRRIR
V Bo
2121
213313221 //0 RR
RRRR
RRRRRRR
0iV
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão Pode haver limitações na rapidez da variação da
tensão na saída
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão Pode haver limitações na rapidez da variação da
tensão na saída A máxima variação possível designa-se por taxa
de inflexão ou slew ratemax
0
dtdv
SR
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão Pode haver limitações na rapidez da variação da
tensão na saída A máxima variação possível designa-se por taxa
de inflexão ou slew rate
Numa tensão sinusoidal
max
0
dtdv
SR
tsenVv OM 0tV
dtdv
OM cos0
OMVdt
dv
max
0SRVOM
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão Pode haver limitações na rapidez da variação da
tensão na saída A máxima variação possível designa-se por taxa
de inflexão ou slew rate
Numa tensão sinusoidal
depende da frequência e da amplitude máxima
max
0
dtdv
SR
tsenVv OM 0tV
dtdv
OM cos0
OMVdt
dv
max
0SRVOM
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão
Time
0s 20us 40us 60us 80us 100us 120us 140us 160usV(R2:1) V(U2:OUT)
-10V
0V
10V
Time
0s 20us 40us 60us 80us 100us 120us 140us 160usV(R2:1) V(U2:OUT)
-20V
0V
20V
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Taxa de inflexão
Time0s 50us 100us 150us 200us 250us 300us 350us 400us
V(R2:1) V(U2:OUT)-10V
-5V
0V
5V
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Resposta em frequência
21
0
11pp
f
ffj
ffj
AA
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Resposta em frequência
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Resposta em frequência
Frequency1.0mHz 1.0Hz 1.0KHz 1.0MHzV(R6:1)
1.0V
10KV
10MV
Frequency1.0mHz 1.0Hz 1.0KHz 1.0MHzp(V(R6:1))
-150d
-100d
-50d
-0d
módulo
fase
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Resposta em frequência
5102A
Hzf dB ,...13
Frequency100Hz 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz
20*log10(V(U2:OUT))-10
0
10
20
1020 dBA
kHzf dB ,...103
Quando o ganho diminui a frequência aumenta
Produto ganho largura de banda igual a constanteVVi 1
Frequency1.0mHz 1.0Hz 1.0KHz 1.0MHzV(R6:1)
1.0V
10KV
10MV
oV
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Distorção harmónica A resposta a uma tensão sinusoidal é um sinal periódico com
várias frequências.
Distorção harmónica total
tAvi cos
n
i
itotal A
AD
2
2
1
tiAtAtAtAAv io cos...3cos2coscos 3210
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Ruído O deslocamento das cargas provoca ruído:
– nas resistências– nas junções (shot noise)– nos contactos e nos materiais heterogéneos (flicker noise)
Modelo:
+
-
Ain
+ -
en
VO
i
Ruídoo RuídoioVV 2
Teoria de Circuitos e Fundamentos de Electrónica:Ruído
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