2. O amplificador inversor
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O amplificador inversor
Figura 3- A inversão do op-amp
A Figura 3 (a) ilustra um amplificador inversor com o feedback e a Figura 3 (b) mostra o circuito equivalente para este circuito amplificador operacional inversor ideal. Usamos as propriedades do amplificador operacional ideal para modelar a entrada do amplificador operacional como um circuito aberto. A fonte controlada é Gvd, mas sob as suposições dadas, não teremos que usar essa informação explicitamente. Queremos resolver a tensão de saída, vFora, em termos de tensão de entrada, va. Nós escrevemos equações para v+ e v- e depois definir essas expressões iguais entre si. Desde a corrente até R é zero
(12)
Também a equação do nó de Kirchhoff em v- rendimentos,
(13)
Como v+ = v- e v+ = 0, então v- também é zero. Portanto, temos uma equação em dois desconhecidos, va e vFora, então podemos resolver para o ganho de malha fechada como,
(14)
Observe que o ganho de malha fechada, vFora /va, é negativo (invertido) e depende apenas da relação de dois resistores, RF /Ra. É independente do ganho muito alto de malha aberta, G. Este resultado desejável é causado pelo uso de feedback de uma parte da tensão de saída para subtrair da tensão de entrada. O feedback da saída para a entrada através RF serve para acionar a tensão diferencial, vd = v+ - v-, perto de zero. Desde a tensão de entrada não-inversora, v+, é zero, o feedback tem o efeito de dirigir v- para zero. Assim, na entrada do op-amp,
(15)
Não importa o quão complexo seja o circuito ideal do amplificador operacional, seguindo este procedimento simples, o engenheiro pode analisar rapidamente (e projetar em breve) os sistemas op-amp.
Podemos agora expandir esse resultado para o caso de múltiplas entradas.
Figura 4 - circuito de amplificador
O amplificador mostrado na figura (4) produz uma saída que é uma soma ponderada negativa de várias tensões de entrada.
Desde a corrente até R é zero v+ = 0. A equação do nó no terminal de entrada de inversão é dada pela Equação (16):
(16)
Como v+ = v-, Em seguida v+ = 0 = v- e nós encontramos vFora em termos de entradas da seguinte forma:
(17)
A extensão para n entradas é simples.
APLICAÇÕES
Analise os seguintes circuitos usando com o simulador de circuito TINACloud para determinar VFora em termos de voltagens de entrada, clicando nos links abaixo.
Simulação do circuito do amplificador do divisor da tensão 2