Medição de Ganho de Amplificador Operacional

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Universidade Federal de Santa Catarina 
Departamento de Engenharia Elétrica 
Eletrônica Básica 
 
Laboratório 3 
 
Objetivos 
 
 Verificar o slew-rate e a variação, em função da frequência, do ganho de malha 
aberta de um amplificador operacional. 
 
Introdução 
 
• Ganho de Malha Aberta 
 
 O ganho de malha aberta do amplificador operacional real não é infinito e varia 
com a frequência. De forma simplificada, mas com suficiente precisão para a maioria 
das aplicações, pode-se modelar o ganho de malha aberta como: 
 ( )
/ 1
DC DC b
b b
A A
A
j j
ω
ω
ω ω ω ω
= =
+ +
 (1) 
onde 
 
 A(ω) 0,7A(0)
 A(ω) 1
ω 2 ω
ω ω ω
b b
t DC b
f
A
π
=
=
 = =


= =
 (2) 
O parâmetro ADC é o ganho de laço aberto em corrente contínua, ωt é a frequência de 
ganho unitário, ωb é a frequência de corte. 
 
• Medição do Ganho de Malha Aberta 
 
 O circuito da Figura 1 pode ser utilizado para medir o ganho de malha aberta do 
amplificador operacional. Para tanto, é necessário que a impedância de entrada do 
amplificador operacional seja grande para frequências abaixo de 200 kHz. Nessa 
condição, a estimativa do ganho é dada por: 
 ( )
( )
( )
o3 4
4 x
A
vR R
R v
ω
ω
ω
 +
=  
 
 (3) 
 
2 
 
R4
R3
Vo
+
-
Vi
R2R1
 
Figura 1. Circuito para medição do ganho de malha aberta de um amplificador 
operacional. 
 
Pré-Relatório 
 
1. Apresente a dedução da equação (3). 
2. Supondo o uso de um amplificador operacional µA741 da Philips: (a) apresente 
a equação numérica, os resultados sob a forma de tabela e trace em papel 
monolog os diagramas de magnitude (ordenada iniciando em 0 dB e abscissa 
finalizando em 10 MHz) e fase (na ordenada deixar 10° sobrando acima e abaixo 
dos valores máximo e mínimo teóricos) do ganho de malha aberta, em dB, para 
as seguintes frequências: 100 Hz; 200 Hz; 500 Hz; 1 kHz; 2 kHz; 5 kHz; 
10 kHz; 20 kHz; 50 kHz e 100 kHz. Deixe espaço na tabela para a comparação 
com os resultados experimentais. Utilize as informações (valores típicos) 
fornecidas na folha de dados do fabricante. 
3. Determine o valor da frequência de corte (em Hertz) do amplificador 
operacional para um ganho de malha aberta e frequência de ganho unitário 
típicos. 
4. O que é o slew-rate (SR) de um amplificador operacional? Qual o seu valor 
típico no µA741 da Philips? 
 
 
Laboratório 
 
1. Implemente o circuito da Figura 1 para R1 = R2 = 33 kΩ, R3 = 100 kΩ e 
R4 = 1 kΩ. Meça as amplitudes de pico de vo(t) e vx(t) para as seguintes 
frequências: 100 Hz; 200 Hz; 500 Hz; 1 kHz; 2 kHz; 5 kHz; 10 kHz; 20 kHz; 
50 kHz e 100 kHz. Apresente sob a forma de tabela (comparando com os 
resultados teóricos) e trace em papel monolog os diagramas de magnitude e 
fase, em dB (sobrepondo aos resultados teóricos, em outra cor). 
vx 
3 
 
Obs.: A medida das tensões para determinadas faixas de frequências é difícil. 
Para baixas frequências a magnitude de vx é pequena, já para altas frequências vo 
é pequena. Portanto, escolha o nível de sinal de entrada mais adequado conforme 
a frequência. 
2. Determine, por extrapolação do diagrama de magnitude, a frequência de ganho 
unitário do amplificador operacional. O resultado obtido é próximo do valor 
típico fornecido pelo fabricante? 
3. Implemente um amplificador inversor de ganho unitário e aplique em sua 
entrada uma onda quadrada com frequência de 10 kHz e amplitude ±2,5 V. 
Calcule o valor do slew-rate através da fórmula SR = ∆V/∆t em [µs], onde ∆t é o 
tempo necessário para que a tensão de saída varie de seu valor máximo ao valor 
mínimo (∆V).