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Electrónica => Electrónica Geral => Tópico iniciado por: rglove em 18 de Outubro de 2012, 22:43
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Boas,
Já há um mês ou dois que pedi umas samples de uns amplificadores operacionais para ver se aprendia a utilizar.
Vi alguns tutoriais, mas pareceram-me todos chinês, até hoje que vi este tutorial:
http://gadgetgangster.com/tutorials/428 (http://gadgetgangster.com/tutorials/428)
Pareceu-me bastante claro, mas não sei se percebi bem, por isso é que estou a criar este tópico...
Do que eu percebi o output do amplificador operacional é igual à diferença entre as tensões entre os terminais + e - a multiplicar pelo ganho, é isto?
Percebi a diferença entre o non inverting e o inverting amp op, mas imaginêmos que tenho uma onda sinusoidal com x frequência, mas com tensões positivas e pretendo "centrá-la", isto é, movê-la para que vá de -v a +v. Dá para fazer isso com o amp op?
Se calhar as minhas dúvidas são estúpidas, mas ainda estou a aprender :P E aprender a usar este ic está a ser um bocado complicado para mim...
Cumps.
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Claro que dá desde que tenhas uma alimentação simétrica.
A entrada no amp teria de ser através de um condensador e o GND, assim a componente continua é eliminada mesmo que esta seja sempre positiva.
Caso não exista uma alimentação simétrica, também é possível criar uma virtual através de divisão com duas resistências entre o negativo e positivo da alimentação (condensador na resistência de baixo), a saída será entre o OUT do amp e o GND virtual ou mesmo o negativo se o OUT tiver um condensador.
ps: se calhar fui confuso, é procurar documentação sobre amp-ops existem imensos
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Sobre op-amps não há que enganar é o:
TI op-amps for everyone:
www.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf (http://www.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf)
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Boas,
Yap, a TI é aquela maquina ;)
Abraços,
PA
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Quando olhei para o número de páginas assustei-me ;D Mas vou tentar ler a maior parte.
Obrigado pelo link :)
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Do que eu percebi o output do amplificador operacional é igual à diferença entre as tensões entre os terminais + e - a multiplicar pelo ganho, é isto?
Esse é o funcionamento "crú", se não tiver re-alimentação, se pegares nele tal como está e aplicares um sinal nas entradas esperando usar o sinal que aparece na saída. Este ganho é muito grande, tipicamente mais de 100000, e é muitas vezes designado "AV" ou "ganho em loop aberto", e não é útil directamente. Nas datasheets esse ganho também é normalmente indicado em V/mV (Volt por miliVolt) ou V/V (Volt por Volt). 1V/mV é um ganho de 1/0.001 = 1000. Para começares a perceber porque é que este ganho não é muito útil, imagina que tens um AMPOP com AV=105 (100 mil) e que está alimentado por 10V; qual é a amplitude do sinal de entrada (aplicado em diferença nos pinos de entrada + e -) necessária para que a saída do AMPOP vá para o máximo, que é 10V?
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Se calhar vou responder mal... 0.1mV?
Eu experimentei ligar o + e o - à mesma fonte, com a mesma tensão. Eu esperava que Vout fosse igual a 0V, sendo que a diferença entre o terminal + e - é igual a 0, mas a tensão de saida não foi 0...
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Se calhar vou responder mal... 0.1mV?
Exacto, 0.1mV. 0.1mV x 100000 = 10V. Tens por aí muitos sinais de 100 microVolt para amplificar :)? E se quiseres apenas triplicar um sinal (ganho de 3x), como é que ias fazer?
Eu experimentei ligar o + e o - à mesma fonte, com a mesma tensão. Eu esperava que Vout fosse igual a 0V, sendo que a diferença entre o terminal + e - é igual a 0, mas a tensão de saida não foi 0...
Não foi porque o AMPOP que temos na prática não é ideal, e o valor para o zerar não é zero mas sim alguns mV. Este valor chama-se o "offset de entrada" e é um parametro da datasheet. Ainda para mais, o offset também varia com a temperatura. Mais uma vez, o uso assim directo do AMPOP não é útil... O ganho AV também varia com a temperatura, a tensão, e diferenças de fabrico (todos os modelos do mesmo AMPOP têm AV diferente).
Ainda para mais, outra não-idealidade do AMPOP é que em geral não podes dar-lhe na entrada tensões até alguns Volt abaixo da sua própria tensão de alimentação, nem ele consegue dar à saída valores acima de alguns Volt abaixo da sua tensão de alimentação. Também tudo valores na datasheet.
Portanto o AMPOP na prática é cheio de "defeitos" face ao AMPOP ideal, só que quando aplicamos realimentação (pegar no sinal de saída e realimentá-lo na entrada; geralmente apenas uma fracção do sinal de saída) conseguimos resolver os principais problemas que são a variação e a falta de escolha do ganho; ele passa a ter um ganho fixo escolhido por nós e "estável", independente de variações do AV e da temperatura, embora muito menor que o AV. Trocamos ganho por estabilidade e por poder de escolha.
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Usava este circuito:
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fgadgetgangster.com%2Fimages%2Ftutorials%2FOpamp_2.png&hash=dce2a4613a6c6c2140de040abf1b0ec877ead367)
Como o ganho é (Rf/Rg)+1:
(Rf/Rg) = 2
Rf = 2Rg
Se Rf for 200 Ohms, então Rg é 100Ohms. (Tinha-me enganado aqui, já modifiquei)
É isto?
Percebi tudo, obrigado pela explicação!
Tenho aqui um microfone, acho que vou fazer umas coisitas com ele e com o amp op para experimentar!
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Já experimentei um circuito que vi num sítio qualquer com um microfone electret. Funcionou bem!
O ganho é que era muito pouco (100).
Última pergunta: Se quisesse amplificar o sinal do microfone só (no circuito que experimentei ele também era deslocado 2.5V de modo a poder ser completamente lido pelo ADC do microcontrolador), para ter o sinal negativo em vez de alimentar o amp op com 5V e Gnd, teria que o alimentar com 5V e -5V certo?
Com o lm358 (é o que tenho aqui em casa) não dá certo?
Vá, esta é que é a última dúvida: A maioria dos circuitos que vejo na internet usa resistências de 1k/10k ohms quando se poderia usar de 100/1k ohms por exemplo. Há alguma razão para serem preferíveis as resistências maiores?
Cumprimentos
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Usava este circuito:
(...)
Como o ganho é (Rf/Rg)+1:
(Rf/Rg) = 2
Rf = 2Rg
Se Rf for 200 Ohms, então Rg é 100Ohms. (Tinha-me enganado aqui, já modifiquei)
É isto?
Sim, mas esse circuito já usa realimentação, porque é impossível preencher o requisito de ter um ganho especifico só com o AMPOP sem a realimentação. Nesse circuito, chamado "montagem não inversora com AMPOP", uma fracção do sinal de saída é realimentado numa entrada; essa fracção é 1/3 no teu caso, Vout passa pelo divisor de tensão Rf/Rg. Usando a realimentação criaram-se circuitos simples como esse, em que podemos controlar o ganho apenas com resistências usando essas fórmulas. Vocês não têm noção, mas este esquema da realimentação foi uma das descobertas mais importantes da história da electrónica e sem ela a electrónica seria ainda hoje mesmo muito rudimentar (e esqueçam lá todos os dispositivos que temos hoje). Foi descoberta ainda antes de haverem semiconductores.
Última pergunta: Se quisesse amplificar o sinal do microfone só (no circuito que experimentei ele também era deslocado 2.5V de modo a poder ser completamente lido pelo ADC do microcontrolador), para ter o sinal negativo em vez de alimentar o amp op com 5V e Gnd, teria que o alimentar com 5V e -5V certo?
Com o lm358 (é o que tenho aqui em casa) não dá certo?
Ya, +5V e -5V (chamada-se "alimentação simétrica"), ou -2.5V e 2.5V. O LM358 dá para fazer isso, ele foi desenhado para funcionar com alimentação simétrica e não-simétrica.
Vá, esta é que é a última dúvida: A maioria dos circuitos que vejo na internet usa resistências de 1k/10k ohms quando se poderia usar de 100/1k ohms por exemplo. Há alguma razão para serem preferíveis as resistências maiores?
Há. Como já sabes de outro tópico, quanto menor for a resistência, para a mesma tensão, maior é a dissipação de energia. Mas também não podes colocar valores muito altos porque os AMPOPS práticos depois não conseguem lidar com correntes super-hiper pequenas, além de outros problemas como maior sensibilidade ao ruído.
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Obrigado pela resposta. Por acaso não sabia... Gostava de ter vivido antes para poder saber a origem das coisas, a história toda por trás disto. Com o tempo se calhar vou aprendendo :)
Admito que ainda não li com atenção a datasheet do lm358, só olhei para os pinos e como vi Gnd em vês de V- pensei que não desse para alimentação simétrica.
Hmm, entendo :) Tenho de arranjar uma sonda de pH para por em prática os conhecimentos novos ;D
Obrigado pelo esclarecimento, ajudou mesmo muito :D
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Já tinha usado o amp op para ler o sinal de um microfone no microcontrolador.
Consegui e percebi o circuito. Era inverting com ganho de 100, mas tinha no terminal + uma tensão de 2.5V para a onda ser deslocada 2.5V de modo a ser toda lida no microcontrolador.
Mas quando tentei fazer o mesmo com o amplificador non inverting não funcionou...
Acho que o circuito estava bem montado... O ganho era o mesmo. A tensão de saída foi 3.7V +/-.
Aqui está o circuito. Se alguém souber onde está o meu erro (ou os meus erros :P )...
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Fwww.rnwebsolutions.com%2FUntitled.png&hash=b9c837ab19bdb50531d9e323bca567274378b69a)
Está um bocado confuso, mas foi a primeira vez que desenhei um...
(Desta vez só queria ler a parte positiva do sinal vindo do microfone)
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Esqueci-me de colocar o coupling cap, mas ele estava lá.
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Aqui está o circuito. Se alguém souber onde está o meu erro (ou os meus erros :P )...
À primeira vista falta a gnd
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À primeira vista falta a gnd
Onde?
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À primeira vista falta a gnd
Onde?
na parte - da fonte de tensao
sem o gnd nao consegues simular nada
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Tens falhas gravíssimas nesse circuito, não sei de onde o copiaste mas assim não funciona.
O micro tem de levar alimentação, pelo que é feito através de uma resistência de 10k, até aqui tudo bem, o pior é que o sinal não sai do micro para mais lado nenhum. Devia haver um condensador do positivo do micro ao positivo do amp.
A resistência de 100k também não tem muito sentido, confirma melhor o circuito.
As junções representadas por círculos só devem exixtir quando se cruza com outra ligação, assim ao passar um circuito por cima de outro não se coloca nada e supostamente não há ligação; quando há curvas não são necessário.
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Eu nunca tinha desenhado nenhum, por isso usei uma ferramenta qualquer online para o desenhar, essa ferramenta adicionava as junções sempre, não sei porquê, se calhar fui eu que não soube usar.
Quanto ao condensador, eu tinha-o no circuito, a desenhar é que me esqueci de colocar, mas depois modifiquei o post e acrescentei que me tinha esquecido do condensador.
A resistência é de 100 Ohms, não de 100 kOhms. Como não tinha de 100 KOhms (no inverting tinha 100 KOhms e 1KOhms) usei 10KOhms e 100 Ohms.
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Terá alguma coisa a ver com a alimentação do amp op?
Neste vídeo Operational Amplifier Tutorial & super microphone circuit (http://www.youtube.com/watch?v=TQB1VlLBgJE#ws) ele usa o mesmo circuito...
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Já exclui a possibilidade do problema ser do circuito do amp op... Fiz um divisor de tensão com 2 resistências de 1K Ohm e 100 Ohms. A tensão de saída foi de 0.45V (teoricamente). Ganho de 3 no amp op, tensão de saida foi 1.3/1.4V.
Portanto o problema é no sinal que vem do microfone (?)... Estou a alimentá-lo com 5V, resistência de 10K e coupling cap de 10uF.
Não percebo o que está a acontecer :(
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Estás a assumir o negativo como GND.
Podes criar um GND virtual com duas resistências em série do + ao - da alimentação, na resistência que está ligada ao - coloca um condensador eletrolítico em paralelo de qualquer valor.
Pelo teu esquema tens a alimentação em curto, não tens um programa de simulação como o multisim?
ps: sabes ver a polaridade do teu micro?
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Nunca tinha desenhado um circuito e não correu lá muito bem :P Mas o circuito que tenho montado não está em curto circuito, até porque é um circuito simples...
O que estás a dizer é criar um divisor de tensão? Se sim, já fiz isso. Liguei uma fonte de 9v, divisor de tensão e assim consegui 0V, 4.5V e 9V. Assumi que os 4.5V eram o ground, os 9V o positivo e os 0V os -4.5V e nada.
Sim, o negativo do micro está ligado à cápsula de metal que envolve o micro, nota-se bem na placa.
Não percebo o porquê de não funcionar... Se colocar outro sinal qualquer ele é amplificado, mas o sinal do microfone não...
Agora dava-me jeito o osciloscópio ;D
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Troca a resistência do micro para 4.7Kohm
Podes colocar aqui o esquema que tens agora montado?
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Realmente o circuito está meio confuso, precisas de dar-lhe uns toques. Mas de qualquer forma, 100 Ohm é uma resistência muito baixa para usar com o AMPOP, fico espantado se funcionar. Recomendo que nunca uses resistências abaixo de 1K, de preferencialmente entre 10K e 1M.
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Nunca aprendi a desenhar circuitos (quer dizer, aprendi no 9º ano, mas eram coisinhas muitooo simples), por isso é normal que tenha erros ou seja confuso...
Neste momento está assim:
(https://lusorobotica.com/proxy.php?request=http%3A%2F%2Frnwebsolutions.com%2FUntitled1.png&hash=d72658f06405964b6831bafbb65a5e41fb9c5a78)
Era suposto alimentar o circuito todo com os 9v e 4.5v certo?
Será que o problema está nessa resistência? Mas porque é que funciona com outro sinal e com o sinal do microfone não?
Fui burro quando comprei as resistências e não comprei resistências acima de 10K... Tenho que fazer uma nova encomenda :)
Mais uma vez, o circuito deve estar mal/confuso, peço desculpa...
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Experimenta ligar o negativo do mic ao GND (-).