Projetando um amplificador de raiz quadrada: Um amplificador de raiz quadrada é um circuito que recebe um sinal como entrada e produz uma saída que é a raiz quadrada do sinal de entrada. Este tipo de amplificador é frequentemente usado em aplicações onde a amplitude de um sinal precisa ser comprimida, como em processamento de áudio ou circuitos de controle automático de ganho (AGC).
Veja como projetar um amplificador de raiz quadrada simples usando amplificadores operacionais (amplificadores operacionais):
1. Princípio Básico: O princípio básico por trás de um amplificador de raiz quadrada é usar um amplificador controlado por tensão (VCA) cujo ganho é proporcional à raiz quadrada da tensão de controle de entrada. Isto pode ser conseguido usando um amplificador logarítmico ou um amplificador exponencial.
2. Amplificador Logarítmico: Uma abordagem é usar um amplificador operacional em uma configuração logarítmica. A relação logarítmica entre a tensão de entrada (Vin) e a tensão de saída (Vout) pode ser obtida usando um diodo e um resistor. A saída do amplificador logarítmico é proporcional ao logaritmo da tensão de entrada.
3. Amplificador Exponencial: Para obter uma relação de raiz quadrada, podemos usar outro amplificador operacional como amplificador exponencial. Isso pode ser feito conectando um capacitor e um resistor no caminho de feedback do amplificador operacional. A saída do amplificador exponencial é proporcional ao exponencial da tensão de entrada.
4. Combinando Amplificadores Log e Exp: O amplificador final de raiz quadrada pode ser obtido conectando em cascata o amplificador logarítmico e o amplificador exponencial. A saída do amplificador logarítmico é alimentada na entrada do amplificador exponencial para gerar uma saída que é proporcional à raiz quadrada da tensão de entrada.
5. Topologia do Circuito: A seguir está um diagrama de circuito simplificado de um amplificador de raiz quadrada usando amplificadores operacionais:
[Imagem do diagrama do circuito do amplificador de raiz quadrada]
Neste circuito, o amplificador operacional U1 é configurado como um amplificador logarítmico usando o diodo D1 e o resistor R1. A saída de U1 é então conectada à entrada de U2, que é configurada como um amplificador exponencial utilizando o capacitor C1 e o resistor R2.
6. Seleção de componentes: Os valores dos componentes (diodo, resistores e capacitor) devem ser escolhidos com base no ganho desejado e na resposta de frequência do amplificador de raiz quadrada. A polarização adequada dos amplificadores operacionais também pode ser necessária.
7. Ajuste de saída: A saída do amplificador de raiz quadrada pode ser ajustada variando o ganho do amplificador exponencial (U2). Isso pode ser feito alterando o valor do resistor de feedback R2.
8. Considerações Práticas: Em implementações práticas, fatores como estabilidade de temperatura, ruído e limitações de largura de banda precisam ser levados em consideração. Circuitos adicionais podem ser necessários para resolver essas questões.
Seguindo esta abordagem, você pode projetar um amplificador de raiz quadrada usando amplificadores operacionais para obter uma relação não linear entre os sinais de entrada e saída.