Conheça os Amplificadores Operacionais de Corrente LM3900 - IV (ART4076)

Nas primeiras partes deste artigo demos dezenas de circuitos práticos usando o LM3900, um amplificador operacional de corrente (CDA) ou amplificador de Norton, como também é conhecido, além de analisar suas características e princípio de funcionamento. Nesta última parte de nosso artigo damos uma boa quantidade de circuitos práticos adicionais que podem servir de base para projetos.Na última edição chegamos ao projeto nº43, usando o LM3900, um amplificador operacional de corrente (CDA) da National Semiconductor. Nesta última parte do artigo partimos do projeto 44.

 

Disparador de Schmitt (I)

 

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O primeiro disparador que apresentamos, mostrado na figura 1, tem uma característica de histerese estreita (1,5 V), dada pela relação de valores entre os resistores usados.

O ajuste dos valores dos resistores usados (apenas 3) permite fixar o ponto de disparo, o ponto de retorno e, portanto, a histerese do circuito.

 

Disparador de Schmitt (ll)

 

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Para uma histerese maior, de 11 V temos o circuito da figura 2.

Observe que a histerese neste caso é dada pela relação de valores entre os resistores usados.

 

Fonte de corrente fixa

 

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Uma fonte múltipla de corrente com base num amplificador do LM3900 é mostrada na figura 3.

Uma referência de tensão de 1 V é estabelecida através do resistor R3 e R4.

A realimentação negativa é usada para causar uma queda de tensão em R1 também de 1 V.

Isso controla o transistor produzindo & corrente desejada

O resistor R2 pode ser alterado para se obter correntes diferentes de 1 mA.

 

Fonte de corrente variável

 

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A corrente de saída desse circuito, mostrado na figura 4 pode ser controlada por uma tensão de entrada.

Com 0 V de entrada a corrente de saída é de 0 mA de corrente para cada volt de acréscimo na entrada do circuito.

 

Amplificador com fonte simétrica

 

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Para operação com fonte simétrica de 15 V + 15 V temos a configuração mostrada na figura 5.

O ganho deste amplificador é 10. Observe que o resistor de realimentação é igual ao resistor ligado à entrada não inversora, o que garante uma tensão de polarização de 0 V e com isso a máxima excursão dos sinais de saída.

 

Amplificador DC com fonte simétrica

 

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O circuito anterior é para sinais alternados. O que mostramos na figura 6 é para tensões contínuas, sendo mais crítico em vista do tipo de polarização exigida pelo circuito integrado.

A finalidade do trimpot é ajustar a tensão de entrada em 0 V de modo a se obter o ponto ideal de funcionamento e a máxima excursão dos sinais de saída.

 

Tacômetro

 

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Com o acréscimo de um circuito RC na realimentação é possível obter uma tensão de saída proporcional à frequência de entrada, conforme mostra a figura 7.

Cada pulso de entrada provoca uma variação na tensão de saída pela presença do capacitor na realimentação. Como este capacitor não mantém a carga, pois descarrega-se através do resistor nos intervalos entre os pulsos, a tensão média na saída se mantém proporcional ao intervalo entre esses pulsos.

 

Aumentando a excursão de saída

Nos circuitos anteriores, dadas as características do LM3900, não se obtém exatamente 0 V na saída na ausência de sinal de entrada, pois circula uma pequena corrente pela carga. Uma aproximação do valor desta tensão para zero volt pode ser obtida com o acréscimo de um diodo, conforme mostra a figura 8.

 

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Amplificador conformador de sinal

Este amplificador para transdutores de relutância variável modifica a forma dos sinais de modo a se obter uma saída retangular. O circuito é mostrado na figura 9.

 

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O circuito se caracteriza por apresentar uma histerese simétrica o que é importante para eliminação de ruídos na amplificação de sinais de pequena intensidade.

Os valores elevados dos resistores de entrada têm por finalidade evitar o efeito Miller da capacitância de entrada do amplificador, que é aproximadamente de 2 nF. A saída do circuito tem uma amplitude pico a pico de 150 mV.

 

Diferenciador

O circuito mostrado na figura 10 é um diferenciador com um ganho de 0,5 vezes.

 

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A polarização de entrada em modo comum impede que a tensão de saída tenha excursões para valores negativos. O resistor de realimentação determina o ganho do circuito.

 

Circuito estável de Rampa de Manutenção

O circuito mostrado na figura 11 gera uma rampa de subida ou descida mantendo o valor de tensão na saída conforme a tensão de entrada.

 

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Quando aplicamos a tensão de controle, a saída sobe ou desce até um determinado valor. O valor será então mantido na condição de controle de manutenção (hold). A condição de manutenção ocorre quando as duas entradas do circuito foram mantidas em zero volt.

Observe que a manutenção desta tensão depende da retenção de carga por C, que deve ser de excelente qualidade para tempos longos.

 

Amostragem e retenção

O circuito de amostragem e retenção da figura 12 também compara a tensão amostrada com uma nova tensão de entrada e fornece uma saída que é função da diferença.

 

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Este circuito pode ser usado na detecção de variações de sinais fornecidos por transdutores, acionando dispositivos diferentes na subida ou na descida dos valores.

 

Mixer de áudio

O circuito da figura 13 é um mixer de 3 entradas que também funciona como seletor de sinais, já que podemos eliminar os sinais pela ação das chaves. Se a sensibilidade de entrada do amplificador usado com este mixer for grande, não será necessário o buffer com o quarto amplificador, e ele pode ser usado num canal adicional de entrada. O nível do sinal de saída do circuito mostrado é de aproximadamente 800 mV.

 

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Mixer de baixa frequência

O circuito mostrado na figura 14 produz um sinal de saída que corresponde à soma e à diferença das frequências dos sinais de entrada. O ganho do circuito mostrado na figura é 10 e os componentes da realimentação (1M? e 150 pF) produzem uma frequência de corte de 1 kHz.

 

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Detector de pico

Na figura 15 temos um circuito que fornece uma tensão de saída que depende do pico da atenção de entrada.

O capacitor C carrega-se rapidamente com os picos da tensão de entrada, mantendo essa carga (em função da impedância do circuito de carga).

 

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CIRCUITOS DE POTÊNCIA

A capacidade de corrente de saída dos amplificadores do LM3900 está limitada a 30 mA, conforme a aplicação.

No entanto, com o acréscimo de elementos externos para acionar cargas de potência podemos usar amplificadores operacionais de corrente como o LM3900.

 

Drenando correntes de 20 ou 30 mA.

Para cargas de 20 a 30 mA temos o circuito d potência mostrado na figura 16 que exige uma corrente mínima de entrada de 0,1 mA.

 

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O resistor R deve ser dimensionado para proporcionar esta corrente de entrada com a tensão do sinal de entrada.

 

Driver para cargas de 300 mA.

Para acionar lâmpadas ou relés cujas correntes sejam de até 300 mA temos o circuito da figura 17.

 

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Neste circuito, o resistor da entrada também dever ser dimensionado para se obter 100 µA com a tensão de entrada.

O circuito atua energizando o transistor ou o relé nos níveis altos de sinal de entrada.

 

Oscilador

O circuito mostrado na figura 18 é de um oscilador com transdutor piezoeléctrico.

 

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A frequência de ressonância do transdutor é que influirá na frequência do sinal produzido.

No lugar do transdutor podemos usar qualquer outro circuito ressonante do tipo RC, RLC, etc.

 

Amplificador para alta tensão

O circuito mostrado na figura 19 pode ser alimentado com uma tensão continua de 300 V e tem um ganho 30.

 

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Quando a tensão de entrada varia entre 0 e 10 V a tensão de saída variará entre 0 e 300 V. O resistor RL pode ser aumentado para diminuir ainda mais a corrente de repouso do circuito.

 

Amplificador de alta tensão (não inversor)

Este circuito, mostrado na figura 20, é a versão não-inversora do circuito anterior, podendo também ser alimentado com uma tensão de 300 V, apresentando um ganho 30.

 

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Observe a necessidade de uma polarização simétrica de entrada feita a partir de uma tensão de 15 V.

 

Amplificador de áudio de alta tensão

O amplificador mostrado na figura 21 pode ser alimentado com uma tensão de 98 V com uma corrente de repouso de 20 mA.

 

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O enrolamento primário do transformador deve apresentar uma resistência de 5 kohms e secundário de acordo com o alto-falante.

 

PUT

PUT é a sigla de Programmable Unijunction Transistor ou Transistor de Uni junção programável. Este componente pode ser simulado com um dos amplificadores do LM3900 conforme mostra a figura 22.

 

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Para um oscilador de relaxação, como mostra a figura, a frequência é dada por R1 e C onde temos um sinal triangular e na saída do amplificador temos um sinal retangular.

 

CONCLUSÃO

Evidentemente existem outros projetos que podem ser elaborados simplesmente usando como base o LM3900. Para os leitores que ainda não estavam familiarizados com esse componente, acreditamos que esta nossa grande seleção de circuitos será de grande utilidade.

 

 

 

 


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