Tópicos:
- Introdução ao amplificador operacional
- Amplificador inventivo
- Amplificador não inventivo
- Diferença/amplificador diferencial
- Somador de inventário
Introdução ao amplificador operacional:
Opamp significa amplificador operacional; em holandês significa: amplificador operacional. Os amplificadores operacionais são usados em circuitos integrados (como em placas de circuito impresso de computadores) com um fator de ganho muito alto, que amplifica a tensão de entrada (por exemplo, de um sensor). O sinal amplificado é então adequado como sinal de entrada para um dispositivo de controle, como a ECU. O fator de amplificação pode chegar a 100.000 ou mais.
O fator de amplificação pode ser reduzido usando resistores, de modo que a tensão de saída nunca possa exceder o valor máximo (anteriormente).
A figura mostra o símbolo de um amplificador operacional. As conexões VS+ e VS – são frequentemente omitidas.
Quando surge uma diferença de tensão no amplificador operacional e a tensão no + é maior que no -, a tensão de saída é amplificada. Por outro lado, quando – é maior que +, a tensão de saída é amplificada negativamente. Isso pode ser usado conscientemente com um amplificador inventivo. Com um amplificador inventivo, a tensão de saída será negativa. Os sinais de mais e menos na imagem do amplificador operacional também se alternarão. Como o amplificador operacional é agora representado, ele é um amplificador que não é inventivo. A tensão de saída será positiva.
Inventando o amplificador operacional:
A entrada positiva do amplificador operacional está conectada ao terra. A tensão positiva é, portanto, sempre 0. Os valores da resistência determinam o fator de amplificação (A). A tensão “U in” pode ser um sinal de sensor que é amplificado para a ECU que está conectada à saída U out.
Com um amplificador operacional inventado, o fator de amplificação pode ser calculado com a seguinte fórmula:
Segue agora um exemplo de cálculo com U in = 1 Volt e U in = 4 Volt. Multiplicando as frações transversalmente, a tensão U in é multiplicada pelo fator de amplificação. Isso calcula a tensão de saída (U out).
Quando o fator de amplificação é aumentado (por exemplo, para 100), você verá que com um aumento mínimo em U in, o U out aumenta muito rapidamente. Nunca esqueça que a tensão de saída do amplificador operacional inventado é negativa.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Amplificador operacional não inventivo:
Compare o amplificador operacional não inventivo com o amplificador operacional inventivo. A diferença é, como o nome sugere, que este amplificador operacional não inventa (inverte) a tensão. A tensão de saída é, portanto, positiva. Realizamos o seguinte cálculo de forma simples, multiplicando o fator de amplificação A pela tensão de entrada.
R1 = 10kΩ = 10000Ω
R2 = 20kΩ = 20000Ω
Diferença/Amplificador Diferencial:
O amplificador diferencial/diferencial compara os 2 sinais de entrada (U em 1 e U em 2) e depois os amplifica. A figura abaixo compara as tensões U em 1 e U em 2. Estes são 2 e 4 Volts. A diferença entre eles é de 2 Volts. Isto é amplificado pelo fator de ganho, que depende dos valores de resistência R1 e R2:
U em 1 = 2 Volts
U em 2 = 4 Volts
R1 = 10kΩ
R2 = 20kΩ
R3 = 10kΩ
R4 = 20kΩ
Somador de inventário:
O cálculo do somador inventivo pode ser feito de duas maneiras. A maneira mais fácil é se todos os resistores R2, R1 e R2 tiverem os mesmos valores de resistência do exemplo (forma 3). Se esses resistores não forem iguais entre si (por exemplo, R2 tem um valor diferente de R1 e R2), então o método 3 deve ser usado:
U em 1 = 0,1 Volts
U em 2 = 0,2 Volts
U em 3 = 0,3 Volts
R1 = 2,5 kΩ
R2 = 2,5 kΩ
R3 = 2,5 kΩ
R4 = 10 kΩ
Caminho 1 (R1, R2 e R3 não são iguais)
Caminho 2 (R1, R2 e R3 são iguais)
