Germano Maioli Penello

Apresentação em tema: "Germano Maioli Penello"— Transcrição da apresentação:

1 Germano Maioli Penello
Lab2 aula 6 Germano Maioli Penello IF-UFRJ 2018-1 1

2 TESTE de 30 min sobre as aulas até o momento

3 1 Spinner calibrado com controle de velocidade com potenciostato (PWM, snubber) 2 Controlador de temperatura com peltier 3 Controlador de temperatura com heater 4 Painel solar que segue o sol (combinação de LDRs, algoritmo para determir gradiente de intensidade em dtheta.dphi) 5 Monocromador com rede de difração (rede de difração motorizada e fenda) e detector (sensor e circuito amplificador) 6 Amperímetro (determinar a faixa de corrente) 7 Ohmímetro (determinar a faixa de resistência; fonte de corrente constante) 8 Medição ótica da velocidade de Chopper (ventilador; CI contador e D-FF [shift register], sistema luminoso); 9 Automação da aquisição de dados do experimento de efeito Hall de Lab 3. 10 Identificação de experimento de Fis. Exps. para automatizar 11 Sistema de controle de uso de equipamento (registro de usuário / liberação de utilização / log de uso) 12 Switched capacitor amplifier (ganho controlado pela saída do arduino) 13 Switched capacitor filter (frequência de corte determinada pela saída do arduino) 14 Gerador de função (quadrada e senoidal) Sallen-Key + Switched capacitor. 15 Maquina CNC para fabricação de circuito impresso 16 Espectroscópio com webcam (calibrado) 17 Microscópio com webcam (eixos controlados por motores / perfilômetro baseado em foco do microscópio?) 18 micromanipulador controlado por motores 19 phonescope (Talvez não por não ser com rpi nem arduiino) 20 posicionador de lente controlado por controle (automaticamente procura o ponto focal?) 21 Perfilômetro 22 Interferômetro de michelson 23 Construir um medidor de vacuo 24 Medidor de componentes eletrônicos 25 Modelos em grande escala do funcionamento de equipamentos Projetos 18

4 Amplificador Operacional
Circuito integrado linear Componente ativo Inicialmente utilizado em computadores analógicos Idealmente: Amplificador de tensão com ganho de tensão infinito, impedância de entrada infinita e impedância de saída nula funcionando em qualquer faixa de frequência.

5 Amplificador Operacional - LM741
1, 5 – Balanceamento do Op Amp 2 – entrada inversora 3 – entrada não-inversora 4 – alimentação negativa 6 – saída 7 – alimentação positiva 8 – não conectada

6 Amplificador Operacional - LM741
Importância da microeletrônica para a nossa tecnologia atual. Quantos transistores têm neste circuito? Você saberia explicar o funcionamento detalhado do circuito? Lembre-se da primeira aula a importância da discussão sobre os níveis de abstração em eletrônica.

7 Amplificador Operacional
Não existe amplificador ideal Simulação com o LTSpice do amplificador LT1001 Ganho depende da frequência! Se o ganho é de 40 dB, qual a relação entre Vout e Vin?

8 Amplificador Operacional
Não existe amplificador ideal Simulação com o LTSpice do amplificador LT1001 Ganho depende da frequência! Se o ganho é de 40 dB, qual a relação entre Vout e Vin? Ganho(dB) = 20 log(Vout/Vin)  Vout = 100 Vin

9 Amplificador Operacional
Não existe amplificador ideal Ganho de circuito aberto O ganho e a frequência de funcionamento de um circuito amplificador estão relacionados. Maior o ganho, menor a faixa de frequência de funcionamento. O ganho de circuito fechado é controlado com realimentação (feedback) Ganho de circuito fechado Simulação com o LTSpice do amplificador LT1001 Ganho depende da realimentação do circuito

10 Amplificador Operacional
Terra virtual Terra virtual Ve R1 R2 Vs Por que este ponto pode ser chamado de terra virtual? Lembrando: alta impedância de entrada, baixa de saída e ganho elevado

11 Amplificador Operacional
Buffer Todo o sinal de saída é realimentado na entrada não inversora Vs Ve O que acontece com a tensão de saída? Lembrando: alta impedância de entrada, baixa de saída e ganho elevado

12 Amplificador Operacional
Buffer Todo o sinal de saída é realimentado na entrada não inversora Vs Ve O que acontece com a tensão de saída? Vs = Ve Lembrando: alta impedância de entrada, baixa de saída e ganho elevado Para que serve este circuito?

13 Amplificador Operacional
Buffer Todo o sinal de saída é realimentado na entrada não inversora Vs Ve O que acontece com a tensão de saída? Vs = Ve Serve para acoplar entradas e saídas de circuitos. Ele faz a interface entre circuitos e cargas

14 Amplificador Operacional
Ao realimentar todo o sinal da saída na entrada não inversora, fizemos algo chamado realimentação negativa. Com isto, um ganho de 105 passou a ser igual a 1!! Realimentação Vs Ve Como montar um circuito para controlar o ganho entre os valores de 1 e 105?

15 Amplificador Operacional
Ao realimentar todo o sinal da saída na entrada não inversora, fizemos algo chamado realimentação negativa. Com isto, um ganho de 105 passou a ser igual a 1!! Realimentação Vs Ve Como montar um circuito para controlar o ganho entre os valores de 1 e 105? Realimentando apenas uma parcela do sinal de saída na entrada não inversora. Podemos utilizar um divisor de tensão para isso.

16 Amplificador Operacional
Ao realimentar todo o sinal da saída na entrada não inversora, fizemos algo chamado realimentação negativa. Com isto, um ganho de 105 passou a ser igual a 1!! Realimentação Ve R1 R2 Vs Como montar um circuito para controlar o ganho entre os valores de 1 e 105? Realimentando apenas uma parcela do sinal de saída na entrada não inversora. Podemos utilizar um divisor de tensão para isso. A razão entre R1 e R2 nos fornece a parcela de sinal realimentado.

17 Experiência Produza em sua bancada um sinal senoidal de 0.1 V de amplitude que será utilizado nos itens seguintes. Caso necessário, projete e monte um divisor de tensão (se optar pelo divisor faça com que a impedância vista pela carga seja da ordem de 10 kW). Utilizando o Op Amp 741, projete, monte e teste um circuito amplificador INVERSOR cuja saída seja de (1.0±0.2) V quando excitado com o sinal do item 1. Aplique o sinal de 0.1 V na entrada do amplificador projetado, usando um sinal com uma frequência de 100 Hz. Verifique a amplitude do sinal de saída. Altere a frequência do sinal de entrada (0.1 V) para 200 Hz, e verifique novamente o sinal de saída. Repita estes passos para as frequências de 500 Hz, 1 kHz, 2kHz, 5kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 100 kHz, 200 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 2 MHz. Anote todos os valores em uma tabela. Repita os itens 2 e 3 para um ganho de 50±10. Faça os Gráficos de GANHO A=Vs/Ve em função da frequência para cada caso realizado nos itens anteriores usando papel monolog (Vs/Ve no eixo linear e f no eixo logarítmico). Observe o que ocorre com o ganho em função da frequência em cada caso (que tal colocar as diferentes curvas no mesmo gráfico e discutir as diferenças relacionando-as ao que você já aprendeu no curso até agora?)