Escolher o amplificador operacional (ou amp op) certo para o seu projeto DIY pode ser uma tarefa difícil. A variedade de amp ops é comparável ao número de estrelas no céu, e a quantidade de especificações na folha de dados (datasheet) é por vezes avassaladora, então como escolher o amp op certo para um projeto específico? A seguir, quero apresentar uma visão geral das especificações mais importantes do datasheet que você deve observar. Este guia prático é voltado para iniciantes em eletrônica que desejam se aprofundar no tema dos amplificadores operacionais.
O que é um amplificador operacional?
Um amplificador operacional é basicamente um amplificador diferencial com um ganho de amplificação muito alto (idealmente infinito). Ele possui uma entrada não inversora, uma entrada inversora, uma saída e, claro, pinos para a fonte de alimentação. Ao usar uma realimentação da saída para uma das entradas, você pode criar diversos circuitos diferentes, como amplificadores inversores e não inversores (com ganho finito), integradores, diferenciadores, filtros passa-baixas e passa-altas, entre muitos outros. Para saber mais sobre os diferentes circuitos, confira o documento da Texas Instruments "AN-20 Guia de aplicação para amplificadores operacionais”.
As especificações mais importantes do datasheet:
1. Tensão de alimentação
A especificação mais importante que você deve verificar no datasheet é a faixa de tensão de alimentação (Supply Voltage Range). Você a encontra em Condições Recomendadas de Operação. Se a tensão de alimentação for muito baixa, seu amp op não funcionará corretamente; se for muito alta, você poderá até mesmo destruí-lo.
2. Faixa de tensão em modo comum de entrada
Esta especificação às vezes é negligenciada. A faixa de tensão em modo comum de entrada define a variação de tensão permitida nas suas entradas sem que o amp op apresente falhas. Amp ops com entradas rail-to-rail possuem uma faixa de tensão em modo comum de entrada de V- < Vin < V+, enquanto outros podem incluir apenas o barramento positivo, o negativo ou nenhum dos dois.
Exemplo:
A faixa típica de tensão em modo comum de entrada do TL072 inclui o barramento positivo e precisa de uma margem de 3 volts em relação ao barramento negativo:
V- + 3V < Vin < V+ →com 10V de tensão de alimentação, sua faixa de tensão de entrada é de 3V a 9V
Nas Condições Recomendadas de Operação, a TI adiciona uma grande margem de segurança:
V- + 4V < Vin < V+ – 4V →com 10V de tensão de alimentação, sua faixa de tensão de entrada é de apenas 4V a 6V.
Se você deseja projetar seu circuito corretamente, deve usar a faixa de tensão indicada nas Condições Recomendadas de Operação (valores mínimos). No entanto, se estiver desenvolvendo uma unidade individual, pode trabalhar com os valores típicos selecionando os amp ops manualmente.
3. Impedância de entrada
A impedância de entrada dos amp ops é de especial interesse quando a impedância da fonte de sinal é alta, por exemplo, ao usar captadores passivos de guitarra. Se for o caso, você pode preferir um amp op com entradas JFET (a impedância de entrada pode chegar a 1000GΩ). Amp ops com entradas bipolares costumam ter impedâncias de entrada de cerca de 10MΩ.
4. Ruído equivalente de entrada e distorção harmônica típica
Os amp ops não apenas amplificam o sinal da fonte, mas também adicionam harmônicos e ruído. O ruído equivalente de entrada e a distorção harmônica típica são especificados separadamente ou combinados como THD+N.
Para aplicações de áudio, é essencial escolher um amp op com baixo ruído e baixa distorção.
5. Corrente de alimentação
Se o seu dispositivo funciona a baterias, é importante ficar de olho na corrente de alimentação. A corrente de alimentação ou corrente de repouso (Quiescent Current) fornece informações sobre o consumo de energia do amp op sem carga.
Infelizmente, vale a regra de que correntes de alimentação baixas resultam em ruído alto. Como você vê, escolher o componente certo é sempre uma questão de equilíbrio – bem-vindo à eletrônica 😉
6. Impedância de saída
A impedância de saída é importante quando a impedância da carga é baixa, por exemplo, se você quiser alimentar fones de ouvido ou um LED. A impedância de saída deve ser muito menor do que a impedância da carga, caso contrário haverá uma grande queda de tensão na saída (divisor de tensão entre a impedância de saída e a impedância da carga). Se você não encontrar a impedância de saída no datasheet, a corrente de saída da fonte (Output Source Current) fornece informações semelhantes.
Para informações detalhadas sobre as especificações acima e outras mais, recomendo a leitura do documento da TI "Entendendo as especificações de amplificadores operacionais“.
Como encontrar o amp op certo?
Eu pessoalmente gosto de usar o site da Texas Instruments, pois posso digitar as especificações importantes para mim e o site me mostra os amp ops adequados, incluindo um preço aproximado. Se você quiser incluir outros fabricantes também, uma ótima maneira é usar a função de busca de um grande distribuidor, como a Mouser.
Espero que este pequeno guia seja útil para você. Se você é guitarrista, confira os produtos neste site: minha empresa Songbird FX é fabricante de pedais de guitarra de alta qualidade recarregáveis via micro-USB.
