Um Amp-Op para aplicações gerais como o LM741 pode produzir uma máxima oscilação de tensão na saída de 14 V quando alimentado com uma fonte de tensão de 15 V . Determine qual é a máxima frequência para um sinal considerando que o slew-rate e de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre um amplificador operacional (Amp-Op) tipo LM741 que pode oscilar até 14 V quando alimentado com 15 V. Precisamos encontrar a máxima frequência que esse sinal pode ter, considerando que o slew rate é de
. Vamos usar conceitos de eletrônica, especificamente relacionados ao slew rate e à frequência máxima de operação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o slew rate. Ele indica a velocidade máxima com que a tensão de saída do Amp-Op pode mudar, ou seja, quão rápido o sinal pode subir ou descer. No nosso caso, o slew rate é de
.
Passo 3
Agora, vamos considerar que estamos trabalhando com um sinal senoidal. A taxa máxima de variação da tensão ($ \frac{dV}{dt} $) para uma senoide é dada por:
Onde:
- $ f $ é a frequência do sinal
- $ V_{pico} $ é a amplitude máxima do sinal
Passo 4
Igualando a taxa máxima de variação ao slew rate, temos:
Queremos encontrar $ f $, então vamos isolar essa variável:
Passo 5
Precisamos definir $ V_{pico}
V_{pp}
V_{pico} $) é metade disso:
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula de $ f $:
Passo 7
Calculando os valores numéricos:
Convertendo para kHz:
Resposta
A máxima frequência do sinal é aproximadamente 13,65 kHz.