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Sobre a Aula
Feedback é a técnica de projeto onde uma parte da saída do amplificador “realimenta” a entrada do amplificador. O efeito geral cria um ganho bem estável determinado pela razão entre os resistores.
Versão original criada por Willy McAllister.
Vamos falar um pouco agora sobre realimentação, um conceito bastante importante, desenvolvido nos anos 1920, com a ideia de usar a realimentação, que foi explorada inicialmente pelos Bell Telephone Laboratories. Lembre-se de que já tratamos aqui do amplificador, onde temos a entrada não inversora. Nesse tipo de amplificador, ao aumentar a tensão de entrada, a tensão de saída também aumenta. Já na entrada inversora, quando a tensão de entrada aumenta, a tensão de saída varia em sentido oposto. A chave para compreender a realimentação é prestar atenção ao caminho dessa inversão.
Comecemos analisando isoladamente a parte do divisor de tensão do nosso circuito de amplificador. Já temos essa parte copiada e, para facilitar, vamos marcar os resistores R1R_1 e R2R_2. Vamos verificar o que acontece se a tensão de saída VoutV_{out} aumentar. Nesse caso, V−V_- também aumentará, ou seja, estamos lidando com uma estrutura não inversora. Se o VoutV_{out} aumenta, o V−V_- também aumenta. Da mesma forma, se o VoutV_{out} diminui, o V−V_- também diminuirá. Portanto, nesse caso, não há inversão acontecendo.
Agora, vamos analisar o caminho da entrada inversora. Sabemos que, se o V+V_+ aumentar, o VoutV_{out} também aumentará. Já na entrada inversora, se o V−V_- aumentar, o VoutV_{out} diminuirá. Isso caracteriza a inversão do circuito. Ou seja, quando V−V_- aumenta, VoutV_{out} diminui. Esse é o comportamento de inversão, e ele ocorre justamente aqui, no ponto de entrada inversora.
Exemplo de Amplificador Não Inversor
Vamos agora supor que R1=R2R_1 = R_2. No vídeo anterior, desenvolvemos a expressão do ganho e verificamos que a tensão de saída VoutV_{out} é dada por:
Vout=(R1+R2R2)×VinV_{out} = left( frac{R_1 + R_2}{R_2} right) times V_{in}
Se R1=R2R_1 = R_2, chegamos à conclusão de que Vout=2×VinV_{out} = 2 times V_{in}. Nesse ponto, temos V−V_-, e sabemos pela expressão do divisor de tensão que:
V−=Vout×R2R1+R2V_- = V_{out} times frac{R_2}{R_1 + R_2}
Ou seja, V−=Vout2V_- = frac{V_{out}}{2}. Vamos colocar um valor real para facilitar a compreensão: suponhamos que a tensão de entrada VinV_{in} seja 1 V. Nesse caso, com Vout=2 VV_{out} = 2 , V, teremos:
V−=2 V2=1 VV_- = frac{2 , V}{2} = 1 , V
Agora, suponha que o ganho do amplificador operacional aumente um pouco. Isso fará com que a tensão de entrada aumente ainda mais, resultando em um aumento na tensão VoutV_{out}. Com o aumento de VoutV_{out}, a tensão V−V_- também aumentará, conforme a equação do divisor de tensão.
A Realimentação Negativa
Quando V−V_- aumenta, a tensão de saída VoutV_{out} diminuirá devido à configuração inversora, criando um efeito de realimentação. Este efeito de realimentação faz com que a tensão na entrada negativa V−V_- seja ajustada de acordo com a tensão de saída. Essa ação de “balancear” as tensões é o que chamamos de feedback ou realimentação.
A realimentação ocorre quando a saída do amplificador é conectada de volta à sua entrada negativa, o que, no caso específico, se chama realimentação negativa (negative feedback). O que a realimentação negativa faz é permitir que possamos explorar e utilizar o grande ganho desse tipo de amplificador para criar circuitos altamente estáveis e bem controlados, com um controle muito preciso dos parâmetros do circuito pelos componentes conectados ao amplificador operacional.
Conclusão
A realimentação é um conceito poderoso e fundamental, que está no coração da eletrônica analógica. Ela nos permite criar circuitos com amplificadores operacionais que são altamente estáveis e controláveis, usando componentes simples, como resistores, para ajustar o ganho do amplificador.
Até o próximo vídeo!