Além de amplificadores, somadores e subtratores, AMPOPs também podem realizar outras operações como realizar a derivada de um sinal com um amplificador diferenciador.
Neste post vemos como criar um amplificador diferenciador com AMPOP, resolver seu circuito elétrico e determinar seu ganho.
Como vemos na figura abaixo, para criar um amplificador diferenciador basta montar um amplificador inversor e substituir o resistor de entrada R1 por um capacitor.
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Resolvendo o circuito do amplificador diferenciador
Como sabemos, a malha de realimentação de um amplificador inversor em conjunto com o alto ganho do AMPOP fazem com que o terminal inversor apresente a mesma tensão que o terminal não-inversor.
VN = VP = 0 V (GND)
Com isso podemos determinar a corrente I que atravessa o capacitor C.
I = C dVI/dt
A corrente na porta inversora é nula, fazendo a corrente I ser conduzida por completa pelo resistor R. A partir disso podemos determinar a tensão de saída VO, que depende da corrente que o atravessa.
VO = VN – RI = –R(C dVI/dt)
VO = –RC dVI/dt
Dessa forma, vemos que a tensão de saída VO do amplificador diferenciador é proporcional a derivada da tensão de entrada VI.
Ganho do amplificador diferenciador
A constante de proporcionalidade que relaciona a saída VO com a derivada de VI é o ganho do amplificador diferenciador.
GF = –RC
VO = GF dVI/dt
Note que o ganho é negativo, pois é utilizada a topologia inversora.
Note também que podemos escolher os valores da resistência R e da capacitância C para determinar o ganho do amplificador.
Amplificador diferenciador com indutor
Não é comum, mas é possível criar um amplificador diferenciador com um indutor em vez de um capacitor. Basta manter o resistor de entrada e substituir o resistor de realimentação por um indutor.
Para este amplificador usando o indutor L e a resistência R temos a seguinte saída VO para entrada VI.
VO = (–L/R) dVI/dt
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