Projete um amplificador inversor e um não-inversor com um ganho de 4,9 . Use fontes de alimentação de \pm 15 \mathrm{~V} e um Amp Op ideal. Qual faixa de tensões de entrada (Vi) permite que o Amp Op permaneça em sua região de operação linear?

Passo 1

O enunciado pede que projetemos dois circuitos com um Amp Op ideal e fontes de alimentação de \pm 15 V: um amplificador inversor com ganho de 4,9 e um não-inversor com ganho de 4,9. Além disso, precisamos encontrar a faixa de tensões de entrada V_i para a qual o Amp Op permanece em operação linear (isto é, sem saturar em \pm 15 V).

Passo 2

Projeto do amplificador inversor
Num inversor ideal vale
V_o = -\frac{R_f}{R_1}\,V_i.
Queremos -R_f/R_1 = -4{,}9, logo
\frac{R_f}{R_1} = 4{,}9.
Por exemplo, escolhemos
\displaystyle R_1 = 10\,\mathrm{k}\Omega e \displaystyle R_f = 49\,\mathrm{k}\Omega.

Passo 3

Faixa de entrada para o inversor
Para não saturar temos
-15 \le V_o = -4{,}9\,V_i \le 15.
Dividindo tudo por -4{,}9 (e invertendo as desigualdades),
-3{,}06 \le V_i \le +3{,}06\quad(\mathrm{V}).

Passo 4

Projeto do amplificador não-inversor
Num não-inversor ideal vale
V_o = \bigl(1 + \frac{R_f}{R_g}\bigr)\,V_i.
Queremos 1 + R_f/R_g = 4{,}9, logo
\frac{R_f}{R_g} = 3{,}9.
Por exemplo, escolhemos
\displaystyle R_g = 10\,\mathrm{k}\Omega e \displaystyle R_f = 39\,\mathrm{k}\Omega.

Passo 5

Faixa de entrada para o não-inversor
Para não saturar:
-15 \le V_o = 4{,}9\,V_i \le 15
Divide-se por 4{,}9:
-3{,}06 \le V_i \le +3{,}06\quad(\mathrm{V}).

Resposta

Amplificador inversor: R_1 = 10\,\mathrm{k}\Omega, R_f = 49\,\mathrm{k}\Omega;
amplificador não-inversor: R_g = 10\,\mathrm{k}\Omega, R_f = 39\,\mathrm{k}\Omega.
Em ambos os casos, a entrada V_i deve ficar em -3{,}06\\ \mathrm{V} \le V_i \le +3{,}06\\ \mathrm{V}.

Exercícios relacionados