Introdução à Eletrônica: Dispositivos e Circuitos Básicos

Introdução à eletrônica INTODUÇÃO A Parte I Dispositivos e circuitos básicos incluí os tópicos fundamentais e essenciais para o estudo de circuitos eletrônicos Ao mesmo tempo a Parte 1 se constit Assim ainda que o circuito interno de um Amp Op seja complexo incorporando normalmente 20 ou mais transistores as características praticamente ideais de seus terminais tornam possível tratálo como um elemento de circuito e utilizálo no projeto de circuitos sofisticados como faremos no Capítulo 2 Devemos lembrar no entanto que o estudo de Amp Ops de o Capítulo 2 pode ser deixado para disciplinas posteriores sem perder a continuidade O dispositivo b Introdução à eletrônica CAPÍTULO 1 Introdução 5 11 Sinais 5 12 Espectro de frequências dos sinais 6 13 Sinais digitais e analógicos 8 14 Amplificadores 10 15 Modelos de circuitos para amplificadores 16 16 Resposta em frequência dos amplificadores 21 17 O inversor lógico digital 28 18 Simulação de circuitos com o SPICE 32 Resumo 33 Problemas 34 INTRODUÇÃO O assunto deste livro é a eletrônica moderna um campo que passou a ser conhecido como microeletrôn rádio anuncia as notícias por meio de um microfone que gera um sinal elétrico correspondente às informações sonoras Para monitorar as condições em um reator nuclear são usados instrumentos para medir uma grande quantidade de parâmetros importantes cada instrumento gerando um sinal Para extrair as informações necessárias de um conjunto de sinais o observador humano ou máquina necessita invariavelmente processar esses sinais de maneira predeterminada Esse processamento de sinais é normalmente executado por sistemas eletrônicos Para isso ser possível contudo o sinal deve primeiro ser convertido em um sinal elétrico isto é em um sinal de tensão ou corrente Esse processo é realizado por dispositivos conhecidos como transdutores Há uma variada de transdutores cada um apropriado a uma das várias formas de sinais Por exemplo uma onda sonora produzida pelo homem pode ser convertida em sinal elétrico usando um microfone que é em efeito um transdutor de pressão Não e isso objetivo estudar transdutores neste momento previamente suporemos que os sinais de interesse já existem como sinal elétrico e os representam como uma das duas formas alternativas mostradas na Figura 11 Na Figura 11a o sinal é representado por uma fonte de tensão vt tendo uma resistência R Na Figura 11b o sinal é representado por uma fonte de corrente it tendo uma resistência de fonte R Embora as duas representações sejam equivalentes a da Figura 11a conhecido como equivalente de Thévenin é preferida quando R tem baixo valor A representação da Figura 11b denominado equivalente de Norton é preferida quando R tem alto valor O leitor será capaz de perceber essa consideração adiante neste capítulo quando estudarmos diferentes tipos de amplificadores Por enquanto é importante familiarizarse com os teoremas de Norton e de Thévenin para uma breve revisão veja o Apêndice D e notar que para as duas formas de representação da Figura 11 serem equivalentes suas parâmetros devem estar relacionados por ut Rjit Das série de Fourier e transformada de Fourier Não estaremos interessados neste momento nos detalhes dessas transformações é suficiente dizer que elas oferecem um meio para representar um sinal de tensão vt ou um sinal de corrente it como uma soma de sinais senoidais de diferentes frequências e amplitudes Isso faz da senoidal um sinal muito importante na análise projeto e teste de circuitos eletrônicos Portanto faremos uma breve revisão das propriedades da senóide A Figura 13 mostra um sinal de tensão senoidal v0t v0t V0 sen ωt 11 em que V0 indica o valor de pico ou a amplitude máxima em volts e ω indica a frequência angular em radianos por segundo isto é ω 2πf rads em que f é a frequência em hertz f 17 Hz e T é o período em segundos O sinal senoidal é totalmente caracterizado por seu valor de pico V0 sua frequência f e sua fase em relação a uma referência arbitrária no tempo Para o caso apresentado na Figura 13 a origem do tempo é escolhida de modo que o ângulo de fase seja zero Deve ser mencionado que é comum expressar a amplitude do sinal senoidal em termos de seu valor de pico rootmeansquare rms o qual é igual ao valor de pico dividido por 2 Logo o valor rms da senoidal da Figura 13 é V02 Por exemplo quando falamos sobre o valor da tensão na tomada de alimentação da nossa casa como 110 V estamos dizendo que ela é um tensão senoidal de 1102 volts de pico Voltando aos aspectos representados na Figura 13 cada senoide representa uma operação para o caso essencial enquanto a série de Fourier realiza essa operação para os casos gerais e periódicos no tempo Essa série de Fourier é mais complicada porque gera um espectro de frequência contínua em vez de um espectro discreto enquanto os componentes da série de sinais não periódicos em geral nos dão as frequências positivas Curto os eixos de frequências ω fato muito usado no processamento de tais sinais Por exemplo o espectro do som auditivo tal como uma conversa ou música vai de 20 Hz a 20 kHz aproximadamente faixa de frequência conhecida como faixa de áudio Devemos notar que embora alguns tons musicais tenham frequências acima de 20 kHz o ouvido humano é incapaz de ouvir frequências muito maiores que essa Como outro exemplo sinais de vídeo analógicos estão com seu espectro de frequências na faixa de 0 MHz a 45 MHz Conclusões esta seção observando que um sinal pode ser representado de duas maneiras por meio de sua forma de onda variando com o tempo como para o sinal de tensão mostrado na Figura 12 ou por meio de seu espectro de frequências como na Figura 16 A primeira representação é conhecida como representação no domínio do tempo e a segunda como representação no domínio da frequência A representação no domínio da frequência de ut será indicada pelo símbolo uω No sistema binário cada dígito do número pode assumir um de dois valores positivos denominados 0 e 1 Por decorrência os sinais digitais em sistemas binários necessitam apenas de dois níveis de tensão designados alto e baixo Por exemplo em alguns dos circuitos digitais estudados neste livro os níveis são 0 V e 5 V A Figura 18 mostra a variação ao tempo de um sinal digital desse tipo Observe que a forma da onda resultante é um trem de pulsos com 0 V representando um sinal 0 ou nível lógico 0 e 5 V representando o nível lógico 1 Uma observação final embora o processamento digital de sinais seja muito empregado muitas funções de processamento de sinais são mais bem implementadas por circuitos analógicos De fato muitos sistemas eletrônicos incluem os sistemas analógicos e digitais chamados respectivamente sistemas de sinais mistos mixedsignal ou modo misto mixedmode Logo um bom engenheiro eletrônico deve dominar tanto o projeto de circuitos analógicos quanto digitais Este é o propósito deste livro O amplificador de sinal é obviamente um quadripolo Sua função é convenientemente representada pelo símbolo de circuito da Figura 110a Esse símbolo distingue claramente os pontos de entrada e de saída e indica a direção do fluxo de sinal Portanto nos diagramas subsequentes não será mais necessário denominar os dois pontos do aplicativo de entrada e saída Para generalizar mostramos o amplificador como dois terminais de entrada que são distintos dos terminais de saída A situação normal conforme ilustrada na Figura 110b é aquela em que há um terminal comum entre a entrada e a saída do amplificador O terminal comum é usado como um ponto de referência e é chamado terra do circuito 148 Características de transferência não linear e polarização Executandose o efeito de saturação da saída discutido anteriormente considerase a característica de transferência do amplificador perfeitamente linear Na prática as características de transferência dos amplificadores podem exibir nãolinearidades de diferentes proporções dependendo de quão satisfeitos foram os circuitos projetados e do esforço dedicado ao projeto do amplificador para garantir a linearidade em sua operação Considere como exemplo a característica de transferência representada na Figura 114 Essa característica e dois amplificadores que operam com fontes de alimentação simples positiva a característica de transferência é obviamente não linear e em consequência da operação com fonte de alimentação simples ela não passa pela origem Felizmente há uma técnica simples para obter uma amplificação linear de um amplificador com curva característica não linear Uma conduta consiste em predeterminar a saída para operar próximo do ponto médio da característica de transferência Isso é obtido considerando uma fonte de tensão Vn como indicado na Figura 114 em que o ponto de operação é denominado Q e a tensão correspondente na saída é V0 O ponto Q é conhecido como ponto quiescente ponto de polarização ou simplesmente ponto de operação O sinal dependente do tempo yt é então sobreposto à tensão de polarização vc conforme mostra a Figura 114 Agora como a tensão de entrada instantânea total yt varia em torno de V0 o ponto de operação se movimenta para cima e para baixo da curva de transferência em torno do ponto de operação Q Dessa maneira é possível determinar a forma de onda da tensão de saída instantânea total yt Note que se manteve a amplitude de yt suficientemente pequena o ponto de operação fica confinado a um segmento quase linear da curva de transferência centralizada próximo do ponto Q Isso por sua vez implica que a porção da saída variável no tempo yt é proporcional a xt também 145 O ganho expresso em decibéis Os ganhos do amplificador definidos anteriormente são razões de grandezas com dimensões similares Portanto elas serão expressas cada uma como menores adimensionais ou para enfatizar como VV para ganho de tensão AA para o ganho de corrente e WW para ganho de potência Alternativamente por várias razões alguns autores históricos os engenheiros eletrônicos expressam o ganho do amplificador como uma medida logarítmica Especificamente o ganho de tensão Ad pode ser expresso por Ganho de tensão em decibéis 20 log Ad dB ou o ganho de corrente Ac pode ser expresso por Ganho de corrente em decibéis 20 log Ac dB Uma vez que a potência pode ser expressa como uma relação quadrática da tensão ou da corrente o ganho de potência Ap pode ser expresso em decibéis como Ganho de potência em decibéis 10 log Ap dB Os valores absolutos para os ganhos de tensão e de corrente são usados porque em alguns casos Ad ou Ac assumem valores negativos Um valor negativo significa simplesmente que uma diferença de fase de 180 entre os sinais de entrada e de saída isso significa que o amplificador esteja atenuando o sinal No entanto um amplificador cujo ganho de tensão é 20 dB está realmente atenuando o sinal de entrada por uma fonte de 10 isto é Ac 01 VV Desse modo obtémse uma amplificação linear É claro que há uma limitação o sinal de entrada deve ser mantido suficientemente pequeno Aumentandose a amplitude do sinal de entrada podese fazer com que a operação não se restrinja ao segmento que linear da curva de transferência Isso por sua vez resulta em uma forma de onda distorcida no sinal de saída Essa distorção não linear é indesejável o sinal de saída contém informações esperadas falsas que não pertencem ao sinal de entrada Usaremos frequentemente essa técnica de polarização associada com aproximação para pequenos sinais no projeto de amplificadores a transistor EXEMPLO 12 Um amplificador transistorizado tem a seguinte característica de transferência v0 106 1011euB válida para v2 0 V e v0 03 V Encontre os limites L O limite L O limite L Para polarizar o dispositivo de modo que V0 5 V necessitamos de uma tensão de entrada V1 cujo valor é obtido substituindose v0 5 V na Equação 111 para obter vj 0673 V o ganho no ponto de operação é obtido determinandose a derivada dVody para v2 0673 V O resultado é A 200 VV o qual indica que esse amplificador é do tipo inversor isto é a saída é defasada de 180 em relação à entrada Um esboço da característica de transferência do amplificador fora de escala está representado na Figura 115 na qual podemos apreciar a natureza inversora do amplificador 147 A saturação do amplificador Na prática a característica de transferência do amplificador permanece linear apenas em uma faixa limitada de tensões de entrada e de saída Quando um amplificador opera com duas fontes de alimentação a tensão de saída não pode exceder determinados limites positivos e não pode ser menor que certo limite negativo A característica de transferência resultante é mostrada na Figura 113 com os níveis de saturação positivo e negativo indicados por Ls e Lr respectivamente Cada um dos índices de saturação normalmente encontrase em torno de 1 V e assim podendo o valor de tensão da fonte de alimentação correspondente EXERCÍCIOS 18 Um amplificador tem um ganho de tensão de 100 VV e um ganho de corrente de 1000 AA Expresse os ganhos de tensão e de corrente em decibéis e calcule o ganho de potência Resposta 40 dB 60 dB 50 dB 19 Um amplificador operando com fonte de alimentação simples de 15 V entrega para uma carga de 1 kΩ um sinal sinal contínuo de 12 V pico a pico e drena da fonte de entrada uma corrente despresível A corrente de entrada da fonte de alimentação é 15 V e 8 mA Qual é a potência dissipado no amplificador e qual é a eficiência do amplificador Resposta 102 mW 13 110 A finalidade deste exercício é estudar a limitação de aproximação para pequenos sinais Considere o amplificador do Exemplo 12 com um sinal de entrada v1 muito sobredimensionado a uma tensão de polarização VC Determine a correspondente ao sinal de entrada 111 A finalidade é encontrar o aumento do ganho O resultado é A 100 112 Um amplificador de tensão apresenta uma queda de 20 na tensão de saída quando conectado uma carga de 1 kΩ Qual é o valor da resistência da carga no amplificador Resposta 250 Ω A resistência de entrada finita R1 introduz outro divisor de tensão na entrada resultando em que apenas uma fração da fonte de sinal v0 realmente alcance os terminais de entrada do amplificador isto é Então para evitar uma perda considerável do sinal de entrada ao acoplar a fonte de sinal na entrada do amplificador ele deve ser projetado de modo que a resistência de entrada R1 seja muito maior que a resistência da fonte de sinal R2 Além disso existem aplicações para as quais a resistência da fonte varia dentro de certa faixa Para minimizar o efeito dessa variação na amplitude do sinal que aparece na entrada do amplificador o projeto deve prever R1 muito maior do que R2 Nesse caso ideal temos que o ganho deles O ganho de tensão global v0v1 pode ser determinado combinandose as Equações 112 e 113 A fração de sinal de entrada que aparece nos terminais de entrada do amplificador é obtida usandose a regra do divisor de tensão na entrada como segue 154 As relações entre os quatro modelos de amplificadores Embora para certo amplificador em dada aplicação optese preferencialmente por um dos quatro modelos Da mesma forma pode ser mostrado que Av Gm Ro Capítulo 1 Introdução à eletrônica 16 Resposta em frequência dos amplificadores Uma rede CTS é composta por ou pode ser reduzida a um componente reativo indutância ou capacitância e uma resistência 165 Classificação dos amplificadores com base na resposta em frequência Amplificadores podem ser classificados com base na forma da curva de resposta em módulo A Figura 126 indica as curvas típicas das respostas em frequência dos vários tipos de amplificadores Na Figura 126a o ganho permanece constante para ampla faixa de frequências mas cai nas baixas e nas altas frequências Esse é um tipo comum da resposta em frequência encontrado nos amplificadores de áudio Figura 123 Resposta de rede CTS do tipo passabaixas a para o módulo e b para a fase Figura 124 Resposta de redes CTS do tipo passaaltas a para o módulo e b para a fase Capacitância de acoplamento usada para acoplar dois estágios amplificadores EXEMPLO 15 A Figura 125 mostra um amplificador de tensão com uma resistência de entrada R1 uma capacitância C1 um fator de ganho µ e uma resistência de carga R2 e uma resistência de carga R2 e uma resistência de carga R2 e uma resistência de carga R2 e uma resistência de entrada R1 Determine uma expressão para o ganho de tensão V0V1 em função da frequência A partir dessa expressão determine o ganho em frequência de 3 dB 17 O INVERSOR LÓGICO DIGITAL 171 Função do inversor Como seu nome indica o inversor lógico inverte o valor lógico do sinal de entrada Assim para uma entrada de valor lógico 0 a saída terá um valor lógico 1 e viceversa Em termos de níveis de tensão considere o inversor mostrado na Figura 128 sob a forma de diagrama de blocos quando v 0 é baixo próximo de 0 V a saída v 0 será alta próxima de V DD e viceversa 174 A CTT ideal Qual é a CTT ideal de um inversor A resposta advém da discussão anterior Uma CTT ideal é aquela que maximiza as margens de ruído e as distribui igualmente entre as regiões de entrada de nível baixo e nível alto Tal CTT é mostrada na Figura 130 para um inversor Nessa figura a chave é controlada pela tensão de entrada do inversor Vy Quando Vy for baixa a chave se abrirá e Vout VDD não nenhuma corrente fluir através de R Quando Vy for alta a chave se fechará e pressionandose uma chave ideal iD 0 Chaves tranzistoras no entanto como veremos nos capítulos 4 e 5 não são perfeitas Embora suas resistências de desligamento sejam suficientemente elevadas portanto um circuito aberto a chave fechada tem uma resistência de fechamento RON finita e diferente de zero Além disso algumas chaves por exemplo aquelas implementadas utilizandose transistores bipolares veja o Capítulo 5 apresentam o circuito equivalente a uma tensão residual offset Voff O resultado é que quando Vy é alto o inversor possui o circuito equivalente mostrado na Figura 131c a partir do qual Vout pode ser determinado Existem implementações mais elaboradas do inversor lógico e suas ideias são mostradas nas figuras 132a e 133 O circuito da Figura 132a utiliza um par de chaves complementares a chave levantadora pullup PU conecta o nó de saída a VDD e a chave abaixadora pulldown PD conecta o nó de saída ao terra Quando for baixa a chave fechada tem resistência PD aberta resultando no circuito equivalente da Figura 132b Observe que neste caso RON da chave PD conecta a saída ao terra fazendo VOL 0 É importante observar que novamente não flui nenhuma corrente pelo circuito e portanto a potência dissipada é zero A supercondensada dessa implementação sobre aquela utilizando uma única chave abaixadora ou um resistor conhecido como resistor levantador de saída resulta em essa ponta Finalmente considere a implementação do inversor apresentada na Figura 133 Aqui uma chave de duas posições é usada para direcionar a corrente IEE para um dos dois resistores conectados à fonte positiva VCC O leitor é encorajado a mostrar que se Vy alto implicar que a chave conecta RE1 e IEE então uma função lógica inversora é obtida em VOUT Observe que a tensão de saída é independente da resistência da chave Esse arranjo lógico de direcionamento de corrente ou baseado nos circuitos lógicos digitais mais velozes é chamado lógica acoplada pelo emissor emittercoupled logic ECL A lógica ECL será introduzida no Capítulo 7 e estudada em detalhes no Capítulo 11 Conclusões esta seção mostrando na Figura 135 a definição formal do atraso na propagação do inversor Como mostrado um pulso com tempos de subida e descida finitos diferentes de zero é aplicado a entrada O pulso de saída invertido exibe tempos de subidas e descidas distintos chamados tPHL e tPLH em que índice T denota transição LH denota baixo para alto e HL denota alto para baixo Há também um tempo de atraso entre as formas de onda de entrada e de saída A fórmula usada para especificar o atraso na propagação é fazendose a média aritmética dos tempos de propagação do ponto de transição Esses atrasos são medidos entre os pontos de 50 das ondas de entrada e saída Observe também que os tempos de transição são especificados utilizandose os pontos de 10 e 90 da excisão da saída VON VOUT Uma fonte de sinal pode ser representada pelo equivalente de Thévenin um teorema de tensão em série com uma resistência de fonte R0 que pode ser conhecida como resistência de Norton uma rede de corrente I em paralelo com uma resistência de R0 A caracteristica de transferencia ty versus ty de um amplificador linear e uma linha reta com inclinação igual ao ganho de tensão Veja a Figura 111 P11 Um amplificador de sinal projetado com um único transistor metalóxidosemiconductor MOS tem a seguinte característica de transferência 115 Um amplificador de transconductância tendo R1 2 kΩ Gm 40 mAV e R2 20 kΩ está sendo alimentado por uma fonte de tensão com uma resistência de 2 kΩ e está acoplado a uma resistência de carga de 1 kΩ Calcule o ganho de tensão para esse caso 127 Para determinar um inversor usando uma fonte de alimentação VDD VSS 01 V VDD 08 V Voh 06 V Vol 04 V Para uma margem de ruído mínima de 1 V qual é o valor de VDD necessário Amplificadores operacionais Capítulo 2 Amplificadores operacionais 39 Microeletrônica 40 Capítulo 2 Amplificadores operacionais 41 22 A CONFIGURAÇÃO INVERSORA Como mencionado anteriormente os Amp Ops não são empregados individualmente em vez disso o Amp Op é conectado a componentes passivos em um circuito realmente Existem duas configurações básicas para circuito empregado um Amp Op e dois resistores a configuração inversora que será estudada na próxima seguida A Figura 25 mostra a configuração inversora Ela consiste em um Amp Op de dois resistores R1 e R2 onde R2 está conectado entre o terminal de saída do Amp Op terminal 3 e o terminal da entrada inversora negativa terminal 1 Nesse caso dizemos que R1 aplica uma realimentação negativa R2 estiver conectada entre os terminais 3 e 2 devemos dizer que R2 aplica uma realimentação positiva O ganho em malha fechada depende inteiramente de componentes passivos externos resistores R1 e R2 o que é um fato interessante Isso significa que podemos fazer o ganho em malha fechada ser preciso quanto a preciso dos componentes passivos selecionados Isso significa também que o ganho em malha fechada é idealmente independente do ganho do Amp Op Isso é uma ilustração extremamente importante do efeito da realimentação negativa iniciamos com um amplificador tendo um ganho muito elevado e pela aplicação de uma realimentação negativa conseguimos um ganho em malha fechada R2R1 que é menor que A porém estável e preciso Isto é negamos o ganho em malha aberta seja finito Agrupando os termos o ganho em malha fechada G é dado como G R2R1 25 Observamos que como A se aproxima de G se aproxima do valor ideal A R2R1 Pela Figura 27 vemos também que como A se aproxima de a tensão no terminal da entrada inversora se aproxima de zero Essa é a suposição de terra virtual que usamos na nossa análise anterior do Amp Op sob o como ideal Finalmente observe que a Equação 25 indica realmente que para diminuir a dependência do ganho em malha fechada G com o valor do ganho em malha aberta A devemos fazer texto incompleto Capitulo 2 Amplificadores operacionais Capitulo 2 Amplificadores operacionais Uma nova abordagem sobre a operação da configuração não inversora pode ser obtida por intermédio das seguintes considerações como a corrente na entrada inversora do Amp Op é nula o circuito composto por R1 e R2 atua como um divisor de tensão no caminho da realimentação negativa fazendo com que uma fração da tensão de saída apareça no terminal da entrada inversora do Amp Op isto é v0 0 R1R1 R2 210 Então o ganho infinito do Amp Op e o curtocircuito resultante entre os dois terminais de entrada forçam essa tensão a ser igual a do terminal da entrada positiva assim v0 R1R1 R2 vi a qual produz o ganho dado pela expressão fornecida na Equação 29 É interessante refletir um pouco mais sobre a ação da realimentação negativa presente na configuração não inversora da Figura 212 Considere um entrada vi Tal mudança em vi provoca uma mudança em v0 levando a um incremento na razão do ganho elevado idealmente infinito do Amp Op Entretanto a fração de realimentação não realimenta para o terminal da entrada inversora do Amp Op por meio do divisor de tensão R1 e R2 Focalizandose a configuração correta ela contraria ao aumento em vi levando v0 de volta para zero embora tenhamos um valor alto de v0 que corresponde também a um valor maior de vi Essa ação degenerativa da realimentação negativa permite a denominação alternativa realimentação degenerativa Finalmente note que o argumento anterior igualmente se aplica se ty dimui Um estudo formal e detalhado sobre realimentação é apresentado no Capítulo 8 Exercícios O ganho na configuração não inversora é positivo dado o nome de não inversora A impedância de entrada desse amplificador em malha fechada é idealmente infinita visto que não circula corrente pelo terminal de entrada positivo do Amp Op A saída do amplificador no inversor ou tema é vi como terminal de uma fonte de tensão ideal A0 vi e logo o circuito equivalente do Amp Op na Figura 213 logo a impedância de saída da configuração não inversora é zero De forma análoga ao que já fizemos para a configuração inversora vamos agora considerar o efeito do ganho de malha aberta A0 na configuração não inversora Assumindo que o Amp Op seja ideal quase idêntico por ter um ganho fino de malha aberta A0 devemos mostrar que o ganho da malha fechada do circuito amplificador não inversor da Figura 212 é dado por G v0vi 1 R2R11 R1R2 211 Observe que o denominador na equação anterior é idêntico ao caso da configuração inversora Equação 25 Isso não é nenhuma coincidência é o resultado do fato de as configurações não inversora e inversora apresentarem a mesma malha de realimentação que pode ser visualizada imediatamente se o sinal de entrada for eliminado isto é curtocircuitado Entretanto os números são diferentes já que correspondem ao ganho nominal da malha fechada R1R2 para configuração inversora 1 R2R1 para a configuração não inversora Finalmente notemos que o ganho na Equação 211 reduzse para o valor ideal para A0 De fato obtémse o valor ideal para A 1 R2R1 212 Tendo estudado as duas configurações básicas de circuitos com Amp Ops juntamente com algumas de suas aplicações estamos agora prontos para analisar outra configuração que a de mesmo tempo punho quase mais difícil e muito importante Estudaremos a utilização de Amp Ops no projeto de amplificadores de diferenças e amplificadores diferenciais O amplificador de diferenças deve responder à diferença entre dois sinais aplicados em suas entradas e idealmente rejeita sinais que atuam como as duas entradas A rejeição de sinais sem comum já foi apresentada na Figura 214 Esta está repetida para servir como sinais de entrada para os amplificadores de diferença que estamos planejando projetar No entanto o amplificador de diferenças amplificará apenas a entrada de modo comum e circuitos práticos teriam uma tensão de saída do dado por v0 A0 vin Acmvm 213 em que A0 designa o ganho diferencial do amplificador e Acm representa seu ganho de modo comum idealmente nulo A eficácia de um amplificador diferencial é medida por sua rejeição a sinais de modo comum e é normalmente quantificada por uma medida conhecida como razão de rejeição de modo comum CMRR definida como CMRR 20 log A0 Acm 214 A necessidade por amplificadores de diferenças frequentemente aparece no projeto de sistemas eletrônicos especialmente aqueles empregados em instrumentação Como exemplo corrido consideremos um transdutor que forme um pequeno sinal por exemplo 1 mV entre dois termos de saída ganhando o sinal do mesmo modo como dois sinais da entrada do instrumento não apenas uma grandeza como lado dos mesmos nesse caso que o circuito tem 100 de realimentação Ao mesmo tempo um Amp Op em entidade não sentindo de fazer Vin 0 assim v0 0 Observe que o ganho não é simplificado Visto que a configuração não inversora tem um ganho maior ou igual a unidade dependendo da escolha dos valores de R2R1 alguns preferem chamála seguido por ganho