23/01/13

Um circuito de massa virtual

Por vezes pode ser necessário criar uma massa virtual, especialmente quando apenas se dispõe de uma fonte de alimentação simples para alimentar um circuito que requer alimentação simétrica. A maneira mais simples de o fazer é utilizando dois resistores de igual valor, em série, sendo que o ponto médio dessa associação serve de massa. Os resistores constituem assim um divisor de tensão. Esse método, contudo, tem os seus inconvenientes: um divisor de tensão apenas pode fornecer ou drenar uma pequena parte da corrente que consome (tipicamente até um décimo) e, além disso, a tensão no seu ponto médio varia consoante a corrente fornecida ou drenada. O circuito teórico da figura seguinte aborda a questão sem os inconvenientes do método anterior.

Diagrama do circuito.

O amplificador operacional ICd, um amplificador operacional de potência, está configurado como seguidor de tensão. A sua entrada não inversora é alimentada por um divisor de tensão constituído por resistores idênticos (Rda e Rdb). Deste modo, a tensão no ponto intermédio do divisor terá metade do valor de Vin. O mesmo se sucede com a tensão à saída do amplificador. Sendo assim, assumindo que a saída do amplificador é a massa, as tensões Vcc e Vee resultarão simétricas e de igual valor (1/2*Vin). Por se tratar de um amplificador operacional, a impedância de entrada extremamente alta de ICd possibilita a utilização de resistores de valor elevado (na ordem dos 100KΩ) no divisor de tensão. Consequentemente, a corrente de repouso será muito pequena para todo o circuito. Dado que ICd é um amplificador de potência, é possível com este circuito fornecer ou drenar uma corrente substancial (que, dependendo do amplificador operacional empregue, pode chegar a alguns amperes).

Na prática, o circuito apresentado poderá não funcionar devidamente sem algumas alterações. Definitivamente precisará de condensadores de desacoplamento para melhorar a estabilidade e de díodos de protecção na saída. Além disso, apenas alguns amplificadores operacionais de potência podem ser utilizados nesta configuração. São exemplos o OPA547, o OPA548 e o OPA549.

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