Como encerrar adequadamente uma operação não utilizada

Um amplificador operacional desempenha um papel muito importante quando se trata de projetar circuitos com componentes analógicos. Mas ao implementar tais circuitos baseados em amp op, há situações em que um ou mais amplificadores operacionais não são usados, o que causa um comportamento indesejável em um ou todos os amplificadores operacionais não usados, impactando assim o desempenho total do sistema.

Para evitar esse tipo de comportamento indesejado, os amplificadores operacionais não utilizados devem ser encerrados corretamente, caso contrário, isso pode levar a problemas como aumento do consumo de energia e ruído adicional.

Então, neste tutorial, vou discutir

1. Como encerrar adequadamente um amplificador operacional não utilizado e seus benefícios adicionais.
2. Como um amplificador operacional mal configurado pode levar a vários problemas no circuito.
3. E, ao final, haverá uma seção dedicada a testar um circuito prático.

Então, sem mais delongas, vamos começar.

O que está encerrando um Op-amp?

Depois de ouvir o termo terminar, se você está pensando em matar o amplificador operacional, deixe-me dizer que não é isso. Ao encerrar um amplificador operacional, pretendo configurar um amplificador operacional de uma forma que permita que o dispositivo opere de maneira estável.

Por que encerrar um amplificador operacional é importante?

• Deixar os pinos do amplificador operacional não utilizados flutuando criará mudanças de voltagem inesperadas que podem resultar em comportamento inesperado no circuito.
• Com uma configuração adequada, o ruído RFI pode ser reduzido drasticamente.
• O consumo de energia e a dissipação de energia no IC também podem ser minimizados.

Que parâmetros devem ser considerados?

Faixa de tensão de modo comum de entrada: Exceder o modo comum de entrada causará danos na seção de entrada do amplificador operacional.

Faixa de tensão diferencial de entrada: é definida como a faixa de tensão máxima que pode ser aplicada entre os pinos de entrada não inversores e inversores. Exceder essas faixas também pode danificar a seção de entrada do amplificador operacional.

Saturação de saída: A saturação de saída ocorre quando a saída do amplificador operacional é conduzida perto dos trilhos de alimentação, e um amplificador operacional saturado sempre puxará mais corrente e também dissipará mais energia em comparação com um amplificador operacional insaturado.

Para evitar saturação de saída e EOS, precisamos limitar a oscilação de saída tanto quanto possível. Uma configuração de ganho inferior pode impedir a saturação de saída.

Ganho de loop aberto: Como qualquer amplificador operacional tem um ganho de loop aberto muito grande, fechar o loop é importante.

O feedback negativo é um método muito fácil e comum para obter uma saída estável, Esses são basicamente todos os parâmetros que você precisa considerar antes de configurar o amplificador operacional.

Testando o circuito

Para testar o circuito, vamos usar o popular amplificador instrumental OPA2134 IC da Texas Instruments, mas antes disso vamos dar uma olhada em alguns dos parâmetros mencionados acima que precisamos considerar.

Vejamos algumas das especificações de entrada deste op-amp:

A tabela na folha de dados mostra a classificação máxima absoluta do amplificador operacional, dentro da tabela, a faixa de tensão de entrada (V -) - 0,7 (V +) + 0,7 é especificada, esta classificação é a faixa de tensão de entrada máxima para os não inversão e inversão de entrada do op-amp que não deve ser excedida.

Agora que está tudo esclarecido, vamos dar uma olhada em nosso primeiro circuito de teste,

Para testar o circuito, estou usando o meu mustímetro meco 450B +, e o mustímetro meco 108B +, aqui o mustimer meco 450B + mede a corrente e o mustímetro meco 108B + mede a tensão de saída.

A figura acima mostra o primeiro circuito de teste que irei testar. Mas primeiro, vamos ver quanta corrente o amplificador operacional consome quando está simplesmente ligado.

Como você pode ver na imagem acima, é cerca de 5,23 mA

Primeira configuração:

Como estou usando a versão de amplificador operacional duplo deste IC, configurei um deles como um amplificador não inversor com ganho de um, e o outro pino do circuito está flutuando, vamos ver quanta corrente está consumindo.

Como você pode ver, o op-amp consome cerca de 18,6 mA de corrente.

Na primeira configuração do amplificador operacional, o terminal não inversor e inversor do amplificador operacional é conectado ao aterramento e a saída é deixada flutuando, Com a configuração feita meu mustímetro meco 108B + está conectado na saída mostrando tensão, e meu meco 450B + está conectado em série mostrando corrente, como você pode ver na imagem acima a saída está alta, e o op-amp agora está saturado estado, portanto, está dissipando mais energia.

Este é o caso para este amplificador operacional específico em minha placa de ensaio com outros amplificadores operacionais. Você pode ver que a saída do amplificador operacional é baixa por causa da tensão de deslocamento de entrada do amplificador operacional. Em alguns casos, a saída irá pular alto e então cair baixo.

Em outros amplificadores instrumentais de altíssima precisão, esta configuração certamente violará a faixa de modo comum de entrada, portanto, há uma grande chance de que a seção de entrada seja danificada.

Segunda configuração:

A configuração acima é a segunda configuração mais comum que você pode encontrar na Internet.

A saída prática deste circuito é mostrada acima.

Como você pode ver nesta configuração, o op-amp também está em um estado saturado, e sua corrente de desenho é igual ao primeiro. Em alguns casos, você pode ver que o amplificador operacional irá consumir centenas de mA de corrente porque o amplificador operacional está violando a faixa de tensão de modo comum de entrada para ambas as entradas.

Terceira configuração:

Com a segunda configuração feita, temos nossa última configuração.

Na imagem acima, a última configuração é mostrada, nesta configuração o terminal não inversor é conectado a um divisor de tensão, e o próprio op-amp é configurado como um seguidor de tensão. O resultado prático é mostrado abaixo:

Nesta configuração, você pode ver que a tensão de saída está entre a tensão de alimentação, portanto, esta configuração garante que a alimentação de entrada caia na faixa de tensão de modo comum.

Embora o consumo de corrente seja maior para este amplificador operacional em particular, com esta configuração, é possível atender a todas as principais condições operacionais recomendadas especificadas na ficha técnica.

• o op-amp é estável com baixo ganho
• Cumprimos com sucesso a especificação de entrada recomendada pela folha de dados
• A tensão de saída não está saturada
• O consumo de energia e a energia também são estáveis

Se você quiser saber mais sobre este assunto, há uma grande documentação disponível da Taxus Instruments e do maxim integrado.

Espero que tenha gostado deste artigo e aprendido algo novo com ele. Se você tiver alguma dúvida, pode perguntar nos comentários abaixo ou pode usar nossos fóruns para uma discussão detalhada.