Dispositivos Eletronicos-TEORIA DE CIRCUITOS (69)

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Selecione GLOBAL (conector global) e utilize-o 
para identificar tensões de alimentação e estabelecer 
conexão com terminais de entrada de alimentação do 
amp-op (pinos 4 e 7).
Agora que o circuito foi desenhado e que os nomes 
e valores de todos os componentes foram estabelecidos, 
como mostra a Figura 11.35, pressione o botão Simula-
tion para que o PSpice analise o circuito. Como não foi 
selecionada nenhuma análise específica, somente a da 
polarização CC será feita.
Pressione o botão Enable Bias Voltage Display para 
visualizar as tensões CC em diversos pontos do circuito. 
As tensões de polarização da Figura 11.35 mostram que 
a saída é –13,99 V (comparável ao valor calculado de 
–14 V anterior).
Programa 11.2 — voltímetro 
CC com amp-op
Um voltímetro CC construído utilizando-se um amp-
-op μA741 é mostrado no esquemático OrCAD da Figura 
11.36. A partir do material apresentado na Seção 11.5, a 
função de transferência do circuito é:
Io/V1 = (RF/R1)(1/RS) = (1 MΩ/1 MΩ)(1/10 kΩ)
O valor de fundo de escala desse voltímetro (para 
corrente de fundo de escala Io = 1 mA) é, então,
V1(fundo de escala) = (10 kΩ)(1 mA) = 10 V
Portanto, uma entrada de 10 V resulta em uma cor-
rente no medidor de 1 mA — a deflexão completa do 
medidor. Qualquer entrada menor do que 10 V resultará 
em uma deflexão do medidor proporcionalmente menor.
A seguir, descrevemos os passos para desenhar o 
circuito e fazer a análise. Usando Get New Part:
Selecione μA741.
Selecione R repetidamente e coloque o resistor de 
entrada, o resistor de realimentação e o resistor de 
ajuste do medidor; estabeleça os valores dos resistores 
e modifique os nomes, se desejar.
Selecione VDC e ajuste a tensão de entrada e as 
duas tensões de alimentação; estabeleça valores das 
tensões e modifique os nomes, se desejar.
Selecione GLOBAL (conector global) e utilize-o 
para identificar as tensões de alimentação e estabelecer 
conexão com terminais de entrada de alimentação do 
amp-op (4 e 7).
Figura 11.35 Amplificador somador utilizando um amp-op μA741.
556 Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
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Selecione IPROBE e o utilize como dispositivo para 
medidas.
Agora que o circuito foi desenhado e que os nomes 
e valores de todos os componentes foram estabelecidos, 
como mostra a Figura 11.36, pressione o botão Simula-
tion para que o PSpice analise o circuito. Como não foi 
selecionada nenhuma análise específica, somente a da 
polarização CC será feita.
A Figura 11.36 mostra que uma entrada de 5 V re-
sultará em uma corrente de 0,5 mA, com a leitura de 0,5 
sendo feita como 5 V (uma vez que a corrente de fundo de 
escala de 1 mA ocorre para uma entrada de 10 V).
Programa 11.3 — filtro ativo passa-baixas
A Figura 11.37 mostra o esquema de um filtro ativo 
passa-baixas. Esse circuito de filtro de primeira ordem 
passa frequências de CC até a frequência de corte deter-
minada pelo resistor R1 e pelo capacitor C1, utilizando:
ƒOH = 1/(2πR1C1)
Para o circuito da Figura 11.37, essa frequência é:
ƒOH = 1/(2πR1C1) = 1/(2π ∙ 10 kΩ ∙ 0,1 µF) = 159 Hz
A Figura 11.38 mostra o resultado obtido pelo uso 
de Analysis Setup-AC frequency e depois pela seleção 
de uma varredura CA de 100 pontos por década, de 1 Hz 
a 10 kHz. Feita a análise, o Analysis Graph é criado, 
como mostra a Figura 11.38. A frequência de corte obtida é 
158,8 Hz, bastante próxima à do valor anteriormente 
calculado.
Programa 11.4 — filtro ativo passa-altas
A Figura 11.39 mostra o esquema de um filtro ativo 
passa-altas. Esse circuito de filtro de primeira ordem passa 
frequências acima de uma frequência de corte determinada 
pelo resistor R1 e pelo capacitor C1, utilizando
ƒOL = 1/(2πR1C1)
Figura 11.36 Voltímetro CC com amp-op.
Figura 11.37 Filtro ativo passa-baixas.
Capítulo 11 Aplicações do amp-op 557
Boylestad_2012_cap11.indd 557 3/11/13 6:07 PM
Figura 11.38 Análise CA do filtro passa-baixas.
Figura 11.39 Filtro ativo passa-altas.
558 Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
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Para o circuito da Figura 11.39:
ƒOH = 1/(2πR1C1) = 1/(2π ∙ 18 kΩ ∙ 0,003 µF) = 2,95 kHz
A Analysis é ajustada para varredura CA de 100 
pontos por década, de 10 Hz a 100 kHz. Feita a aná-
lise, a saída com a tensão de saída em unidades dB é 
aquela mostrada na Figura 11.40. A frequência de corte 
obtida é 2,9 kHz, bastante próxima ao valor calculado 
anteriormente.
Programa 11.5 — filtro ativo 
passa-altas de segunda ordem
A Figura 11.41 mostra o esquema de um filtro ativo 
passa-altas de segunda ordem usando o OrCAD. Esse filtro 
passa frequências acima da frequência de corte, a qual é 
determinada pelo resistor R1 e pelo capacitor C1, utilizando:
ƒOL = 1/(2πR1C1)
Para o circuito da Figura 11.41:
ƒOL = 1/(2πR1C1) = 1/(2π ∙ 18 kΩ ∙ 0,0022 µF) = 4 kHz
A Analysis Setup é ajustada para uma varredura 
CA de 20 pontos por década de 100 Hz a 100 kHz, como 
mostra a Figura 11.42. Feita a análise, uma saída PROBE 
que mostra a tensão de saída (Vo) aparece na Figura 11.43. 
A frequência de corte obtida com o Cursor é fL = 4 kHz, 
o mesmo valor calculado.
A Figura 11.44 traz o gráfico do ganho em dB versus 
frequência, mostrando que, em uma década (de cerca de 
300 Hz a 3 Hz), o ganho varia aproximadamente 40 dB — 
como esperado para um filtro de segunda ordem.
Programa 11.6 — filtro ativo passa-banda
A Figura 11.45 mostra um circuito de filtro ativo 
passa-banda. Utilizando-se os valores do Exemplo 11.14, 
obtemos as frequências da banda de passagem 
ƒOL = 1/(2πR1C1) = 1/(2π ∙ 10 kΩ ∙ 0,1 µF) = 159 Hz
ƒOH = 1/(2πR2C2) = 1/(2π ∙ 10 kΩ ∙ 0,002 µF) = 7,96 kHz
A varredura é ajustada para 10 pontos por década de 
10 Hz a 1 MHz. O gráfico de Vo na Figura 11.46 mostra a 
frequência de corte inferior de cerca de 181,1 Hz. As fre-
quências de corte são medidas na tensão 0,707 (7,8423 V) 
≅ 6 V. A frequência de corte superior é de cerca de 8,2 kHz, 
usando-se o cursor no ponto de tensão superior de 0,707. 
Esses valores se aproximam bastante dos já calculados.
Figura 11.40 Gráfico da saída em dB para o circuito de filtro ativo passa-altas da Figura 11.39.
Capítulo 11 Aplicações do amp-op 559
Boylestad_2012_cap11.indd 559 3/11/13 6:07 PM
Figura 11.41 Filtro ativo passa-altas de segunda ordem.
Figura 11.42 Configuração de análise da Figura 11.41.
Figura 11.43 Gráfico Probe de Vo para o filtro ativo passa-altas de segunda ordem.
560 Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
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Figura 11.44 Gráfico em dB (Vo/Vi) para um filtro ativo passa-altas de segunda ordem.
Figura 11.45 Filtro ativo passa-banda.
Figura 11.46 Gráfico Probe do filtro ativo passa-banda.
Capítulo 11 Aplicações do amp-op 561
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Seção 11.1 Multiplicador de ganho constante
 1. Calcule a tensão de saída para o circuito da Figura 11.47 
com uma entrada Vi = 3,5 mV rms.
 2. Calcule a tensão de saída para o circuito da Figura 11.48 
com uma entrada de 150 mV rms.
 *3. Calcule a tensão de saída no circuito da Figura 11.49.
 *4. Mostre a conexão de um LM124 (amp-op quádruplo) como 
um amplificador de três estágios com ganhos de +15, –22 
e –30. Utilize um resistor de realimentação de 420 kΩ para 
todos os estágios. Para uma entrada V1 = 80 μV, qual é a 
tensão na saída?
 5. Mostre a conexão de dois estágios com amp-op usando 
o CI LM358 para que sejam obtidas saídas que são 15 e 
–30 vezes maiores do que a entrada. Utilize um resistor de 
realimentação RF = 150 kΩ em todos os estágios.
Seção 11.2 Soma de tensões
 6. Calcule a tensão de saída para o circuito da Figura 11.50 
com entradas V1 = 40 mV rms e V2 = 20 mV rms.
 7. Determine a tensão de saída para o circuito da Figura 
11.51.
PrOBLEMAS 
*Nota: asteriscos indicam os problemas mais difíceis.
+
–
180 kΩ
Vo
3,6 kΩ
V1
+12 V
741
−12 V
5
11
10
6
42
6
4
3
7
Figura 11.47 Problema 1.
+
–
470 kΩVo
12 kΩ
V1
+15 V
741
−15 V
5
11
10
6
4
47 kΩ
V2
2
6
4
3
7
Figura 11.50 Problema 6.
+
–
750 kΩ
Vo
36 kΩ
V1
+9 V
741
−9 V
3
11
10
6
42
6
4
7
Figura 11.48 Problema 2.
+
–
300 kΩ
Vo
150 kΩ
741
10 kΩ
10 kΩ
V1 = 1 V
V2 = 2 V
Figura 11.51 Problema 7.
+
–
+
–
+
–
Vo
510 kΩ
18 kΩ
V1
20 Vµ
22 kΩ
680 kΩ
33 kΩ
750 kΩ
Figura 11.49 Problema 3.
562 Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
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 8. Determine a tensão de saída para o circuito da Figura 11.52.
Seção 11.3 Buffer de tensão
 9. Mostre a conexão (incluindo a pinagem) de um estágio do 
CI LM124 conectado como amplificador de ganho unitário.
 10. Mostre a conexão (incluindo a pinagem) de dois estágios 
do LM358 conectados como amplificadores de ganho 
unitário para proporcionar a mesma saída.
Seção 11.4 fontes controladas
 11. Para o circuito da Figura 11.53, calcule IL.
 12. Calcule Vo para o circuito da Figura 11.54.
Seção 11.5 Circuitos de instrumentação
 13. Calcule a corrente de saída Io no circuito da Figura 11.55.
 *14. Calcule Vo no circuito da Figura 11.56.
Seção 11.6 filtros ativos
 15. Calcule a frequência de corte do filtro passa-baixas de 
primeira ordem no circuito da Figura 11.57.
Figura 11.53 Problema 11.
10 Ω
+
–
100 kΩ
200 kΩ
V1 = 10 mV
Movimento 
de 1 mA
Io
+12 V
741
−12 V
7
4
2
3
6
M
Figura 11.55 Problema 13.
,
Figura 11.54 Problema 12.
Figura 11.52 Problema 8.
 16. Calcule a frequência de corte do filtro passa-altas na 
Figura 11.58.
 17. Calcule as frequências de corte inferior e superior do filtro 
passa-banda na Figura 11.59.
Seção 11.8 Análise computacional
 *18. Utilizando o Design Center, desenhe o esquema da Figura 
11.60 e determine Vo.
 *19. Utilizando o Design Center, calcule I(VSENSE) no circuito 
da Figura 11.61.
 *20. Utilize o Multisim para traçar a resposta do circuito do 
filtro passa-baixas da Figura 11.62.
 *21. Utilize o Multisim para traçar a resposta do circuito do 
filtro passa-altas da Figura 11.63.
 *22. Utilize o Design Center para traçar a resposta do circuito 
do filtro passa-banda da Figura 11.64.
Capítulo 11 Aplicações do amp-op 563
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+
–
Vo
10 kΩ 10 kΩ
V1
2,2 kΩ
0,05 Fµ
Figura 11.57 Problema 15.
,
,
,,
Figura 11.59 Problema 17.
+
–
–
+
–
+
Vo
5 kΩ
5 kΩ
1 kΩ
10 kΩ
10 kΩ
10 kΩ
10 kΩ
V1 = 3 V
V2 = 1 V
Figura 11.56 Problema 14.
, ,
Figura 11.58 Problema 16.
564 Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos
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.
Figura 11.60 Problema 18.
.
Medidor 
de 1 mA
Figura 11.61 Problema 19.
.
,
,
Figura 11.62 Problema 20.
.
,,
,
Figura 11.63 Problema 21.
,
,
,
.
Amp-ops
Figura 11.64 Problema 22.
Capítulo 11 Aplicações do amp-op 565
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