Para um amp-op com uma taxa de inclinação
, qual é o máximo ganho de tensão de malha fechada que pode ser utilizado quando o sinal de entrada varia de
em
?
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte (lista clara dos dados):
- Taxa de inclinação (slew rate) do amp-op:
. - O sinal de entrada varia
em . - Pergunta: qual é o máximo ganho de tensão em malha fechada (ganho
) que pode ser usado sem ultrapassar a do amplificador?
Passo 2
Conceito importante (explicação didática): a slew rate limita a taxa máxima de variação da tensão de saída do amplificador, ou seja a derivada
não pode exceder
. Quando o amplificador está operando em malha fechada com ganho linear
, uma variação rápida na entrada gera uma variação na saída aproximadamente igual a
vezes a variação da entrada por unidade de tempo. Logo:
Para evitar slew-limiting, precisa valer
Passo 3
Da desigualdade acima isolamos o ganho máximo permitido
:
Passo 4
Calcular a taxa de variação do sinal de entrada
. Como foi dada uma variação
em
, usamos:
Fazendo a divisão:
Passo 5
Agora aplicamos na fórmula do ganho máximo:
As unidades
cancelam, restando um ganho sem unidade. Calculando:
Passo 6
Interpretação prática rápida (dica de prova): isso significa que, com essa velocidade de variação de entrada, qualquer ganho em malha fechada maior que
fará com que a saída não consiga acompanhar a rampa de entrada e ocorrerá slew-limiting (distorção por saturação da taxa). Em projeto prático costuma-se escolher um pouco menor que o máximo para margem, mas para a resposta do problema o valor calculado é
.