Impedância de entrada e impedância de saída Ganho finito e tensões de saturação Erros de...

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


+

-

A

IBP IBN

+

-

A

IB IB

Ios2

BNBPos III

2BBPBN II

I

2os

BBPI

II

2os

BBNI

II


Nª de amplificadores

+-

Ios =20 nAIB =80 nA

Modelo incluindo os erros de polarização


+

-

A

IB

IB

Ios

+ -VosIBP

IBN

VIN+

VIN-

VO

DC erros os todosde ãocontribuiç 0 OININ VVV

Erro total


+

-

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


tensão na saída A máxima variação possível designa-se por taxa

de inflexão ou slew ratemax

0

dtdv

SR



de inflexão ou slew rate

Numa tensão sinusoidal

max

0

dtdv

SR

tsenVv OM 0tV

dtdv

OM cos0

OMVdt

dv

max

0SRVOM



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


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


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

Impedância de entrada e impedância de saída Ganho finito e tensões de saturação Erros de...

Documents

Transcript of Impedância de entrada e impedância de saída Ganho finito e tensões de saturação Erros de...