A Analog Devices (www.analog.com) em seu Application note NA-106 apresenta uma grande quantidade de circuitos básicos utilizando os seus amplificadores operacionais. Já apresentamos uma boa quantidade desses circuitos, mas existem muitos outros ainda que podem ser de grande utilidade para os projetistas. Nessa edição apresentamos mais alguns desses circuitos que devem ser colecionados pelos leitores que necessitam freqüentemente desse tipo de configuração.(2007)
Os circuitos apresentados são sugeridos pela própria Analog Devices, com base em seus componentes. No entanto, nada impede que as configurações sejam adaptadas para usar componentes equivalentes de outras marcas.
Evidentemente, nesses casos, os circuitos podem eventualmente necessitar de um cuidado maior para manter as características originais.
Pré Amplificador NAB para cabeças de Gravação
Muitos colecionadores de discos, fitas e mesmo audiófilos costumam manter gravações em fitas que eventualmente precisam ser passadas para um CD ou outra mídia mais moderna.
Isso significa que o sinal obtido na tabela de leitura deve ser equalizado segundo o padrão NAB de modo a manter as características originais.
A equalização NAB os sinais que originalmente sofreram uma compressão em determinadas bandas de freqüências são trazidos à amplitude original de modo a manter a fidelidade.
O circuito apresentado na figura 1 utiliza apenas um amplificador operacional por canal, o qual deve ser alimentado por fonte simétrica. O ganho dessa configuração é de 50 dB em 1 kHz e o ganho DC maior do que 70 dB. Assim temos uma amplitude do sinal de saída no pior caso de 500 mV.
Para que a resistência da bobina da cabeça não altere as características do circuito é recomendável que ela seja a menor possível, menor do que 1 k Ω.
Um capacitor de 470 nF na saída é suficiente para evitar a tensão de offset devida a essa resistência sem alterar a faixa dinâmica.
Pré-Amplificador para Microfone
Um outro circuito útil de áudio usando um amplificador operacional é o mostrado na figura 2. Trata-se de um pré-amplificador para microfones dinâmicos de baixa impedância.
Esse circuito é indicado para operação com microfones de 50 a 200 Ω e é do tipo com entrada balanceada para se evitar a captação de zumbidos. Para que a entrada balanceada tenha a máxima eficiência na rejeição de ruídos e roncos é importante que sejam usados resistores de alta precisão. Resistores de 0,1% são os recomendados nesse caso.
O ganho do circuito é de 50 dB e a impedância de entrada é de 2 k Ω. Como o ganho é muito alta, a faixa passante chega apenas aos 110 kHz, para aplicações em áudio isso é mais do que suficiente.
Amplificador de Instrumentação
O amplificador mostrado na figura 3 se caracteriza pela elevadíssima impedância de entrada, dada pelo baixo ganho dos amplificadores de entrada. O ganho maior vem do segundo estágio amplificador que, por sua vez, tem uma baixa impedância de saída.
A fonte de alimentação deve ser simétrica e os resistores usados devem ser de precisão de 0,1%.
Mas, a principal característica desse amplificador que chama a atenção é o seu baixo consumo. Esse circuito consome uma corrente total quiescente de apenas 200 uA.
A faixa de tensões de alimentação vai de 1,6 a 36 V simétricos. A faixa de tensões de saída vai de 0 V a Vcc - 1,5 V.
Circuito Monitor de Corrente
Mostramos na figura 4 como implementar um circuito monitor de corrente utilizando apenas um amplificador operacional. Esse circuito opera com fontes até 15 + 15 V tornando-o ideal para aplicações como em circuitos de pontes de onda completa.
Observe que a saída do circuito é de 1 V por ampère, valor dado pelo resistor R1. A precisão desse resistor vai, portanto determinar a precisão da saída do circuito.
Uma outra característica desse circuito que merece destaque é sua grande rejeição em modo comum que chega aos 120 dB, pelo circuito integrado usado..
Oscilador Retangular
O oscilador mostrado na figura 5 gera um sinal retangular com ciclo ativo de 50% (quadrado) cuja freqüência depende dos componentes usados, conforme a fórmula dada junto ao diagrama.
Com os valores indicados para os componentes, a freqüência é de 1 kHz e a amplitude do sinal é de 2 V.
Amplificador para Par Termoelétrico
O circuito apresentado possui compensação para junção fria. Além de uma referência de tensão, ele emprega um amplificador operacional OP-77 com características de excelente linearidade. Na figura 6 temos o circuito.
O resistor R5 deve ser ajustado para se obter a saída 0,000 V quando a tensão de entrada for 0 v o que pode ser simulado com um curto. O circuito pode funcionar com pares do tipo K, J ou S, caso em que os componentes terão os valores da seguinte tabela;
Drenos de corrente de precisão
Nas figuras 7 e 8 temos dois drenos de corrente que podem ser elaborados com amplificadores operacionais e transistores de efeito0 de campo de potência.
O circuito da figura 7 é um dreno de corrente com as características de operação mostradas no próprio diagrama.
Por outro lado, o circuito da figura 8 consiste numa fonte de corrente com as características também dadas no diagrama. Para os dois circuitos os transistores de efeito de campo de potência devem ser montados em dissipadores de calor apropriados.
As fontes de alimentação para os dois circuitos devem ser simétricas e equivalentes podem ser experimentados, desde que tenham as mesmas características.
Amplificador com Corte Ativo de Saída
O amplificador mostrado na figura 10 tem recursos para que a amplitude máxima do sinal de saída seja ajustada independentemente da tensão usada na alimentação.
Assim, o ganho é dado pela relação R1/R2 e ajustado para um máximo dado pelos ajustes de R3 e R4. A curva de transferência do circuito é mostrada na figura 9.
Conclusão
Existem circuitos que devem ser colecionados pois nunca se sabem quando vamos precisar de um deles. Os circuitos que mostramos nesse artigo, com base em amplificadores operacionais, consistem num exemplo disso.
