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Figura 01: Circuito diferenciador com AO |
Aula06
Índice
Aula08
Amplificador Operacional
Aula07: Diferenciador
1. Diferenciador
Neste circuito a tensão de saída (VS) é proporcional à derivada da tensão de entrada (Ve), Figura 01.
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Figura 01: Circuito diferenciador com AO |
A expressão da tensão na saída do circuito é dada por:
isto é, a tensão de saída é proporcional à derivada da tensão de entrada
OBS: Se
você não conhece o que é derivada, procure entender que, o
circuito
tem como finalidade provocar modificações em uma forma de onda (Por exemplo converter uma onda triangular em onda quadrada).xxxxxxxx
xx
Na prática o circuito da Figura 1 é afetado pela alta freqüência,
principalmente devido à ruídos, provocando picos de saturação (não
esqueça que XC
=1/(2. p .f.C ).
A
solução é limitar o ganho nas altas freqüência colocando
em série com C um resistor RS. Este resistor porém introduz uma freqüência
de corte e desta forma o circuito só funcionará como diferenciador para
freqüências muito abaixo desta freqüência. a figura a
seguir mostra o circuito bem como a curva de resposta em freqüência.
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( a ) |
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( b ) |
Figura 02: ( a ) Circuito de um diferenciador com AO e ( b ) a sua curva de resposta em freqüência com indicação da frequencia e ganho no patamar e freqüência e ganho na freqüência de corte |
Observe que o circuito é basicamente um filtro passa altas. Como o ganho no patamar é maior do que 1 (no exemplo da figura 1 16,462dB) chamamos o filtro de Filtro Ativo.
Observe
também que, para freqüências acima da freqüência
de corte o circuito se comportará como o amplificador inversor já
visto
2.
ExperiênciaAO13 - Diferenciador
2.1.
Abra o arquivo Exp13.CIR ou
ExpAO13 (Multisim
10.1)identifique o circuito da
Fig03. Calcule a sua freqüência de corte fC, e anote na Tabela I.
Execute uma analise AC e determine a frequencia de corte.
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( a ) |
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( b ) |
Figura 03: Circuito diferenciador ( a ) Multisim ( b ) MicroCap |
.Tabela I: Diferenciador - calculando e medindo a freqüência de corte
Freqüência de Corte |
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Calculada |
Medida por Simulação |
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2.2. Ajuste a tensão de entrada em, onda quadrada,0.5VP, e numa freqüência 10 vezes maior do que a freqüência de corte. Anote as formas de onda da entrada e saída .
2.3. Ajuste a tensão de entrada em, onda quadrada,0.5VP, e numa freqüência 10 vezes menor do que a freqüência de corte. Anote as formas de onda da entrada e saída
2.4. Repita os itens 2.2. e 2.3
usando uma onda senoidal com os mesmos valores de frequencia e amplitude dos itens
2.2 2.3.
Que tipo de modificação existe entre
a entrada e a saída ? Comente.
2.5. Conclusões:
