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INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇOCAMPUS DE PESQUISAS GEOFÍSICAS MAJOR EDSEL DE FREITAS COUTINHONOTAS DE AULA 12 AMPLIFICADORES OPERACIONAISAMPLIFICADORES OPERACIONAISestá licenciado sob CC BY-NC-ND 4.0© 1 por PROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD
Comparador de amplificadores operacionais
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD O comparador é um circuito eletrônico de tomada de decisão que utiliza um ganho muito alto de um amplificador operacional em seu estado de malha aberta, ou seja, não há resistor de feedback. O comparador de op-amp compara um nível de tensão analógico com outro nível de tensão analógico, ou alguma tensão de referência predefinida, Vre e produz um sinal de saída com base nessa comparação de tensão. Em outras palavras, o comparador de tensão op-amp compara as magnitudes de duas entradas de tensão e determina qual é a maior das duas. Em aulas anteriores o amplificador operacional pode ser usado com feedback negativo para controlar a magnitude de seu sinal de saída na região linear, realizando uma variedade de funções diferentes. Demonstrei que o amplificador operacional padrão é caracterizado por seu ganho de malha aberta Ao e que sua tensão de saída é dada pela expressão: Vout=Ao(V(+)–V(-)) onde V+ e V- correspondem às tensões nos terminais não inversores e inversores, respectivamente. Os comparadores de tensão, por outro lado, usam feedback positivo ou nenhum feedback (modo de malha aberta) para alternar sua saída entre dois estados saturados, porque no modo de malha aberta o ganho de tensão do amplificador é basicamente igual a A Vo. Então, devido a esse alto ganho de malha aberta, a saída do comparador oscila totalmente para seu trilho de alimentação positivo, +Vcc ou totalmente para seu trilho de alimentação negativo, -Vcc na aplicação de sinal de entrada variável que passa por algum valor limite predefinido. O comparador op-amp de malha aberta é um circuito analógico que opera em sua região não linear, pois mudanças nas duas entradas analógicas, V+ e V-, fazem com que ele se comporte como um dispositivo biestável digital, pois o disparo faz com que ele tenha dois estados de saída possíveis, +Vcc ou -Vcc . Então podemos dizer que o comparador de tensão é essencialmente um conversor analógico para digital de 1 bit, pois o sinal de entrada é analógico, mas a saída se comporta digitalmente.
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Com referência ao circuito comparador de amplificador operacional acima, vamos primeiro assumir que Vin é menor que o nível de tensão CC em Vref , (Vin<Vref). Como a entrada não inversora (positiva) do comparador é menor que a entrada inversora (negativa), a saída será BAIXA e na tensão de alimentação negativa, -Vcc resultando em uma saturação negativa da saída. Se agora aumentarmos a tensão de entrada, Vin, de modo que seu valor seja maior que a tensão de referência Vref na entrada inversora, a tensão de saída rapidamente muda para ALTO em direção à tensão de alimentação positiva, +Vcc, resultando em uma saturação positiva da saída. Se reduzirmos novamente a tensão de entrada Vin, de modo que seja ligeiramente menor que a tensão de referência, a saída do op-amp muda de volta para sua tensão de saturação negativa, atuando como um detector de limite. Então podemos ver que o comparador de tensão op-amp é um dispositivo cuja saída é dependente do valor da tensão de entrada, Vin com relação a algum nível de tensão CC, pois a saída é ALTA quando a tensão na entrada não inversora é maior que a tensão na entrada inversora, e BAIXA quando a entrada não inversora é menor que a tensão de entrada inversora. Esta condição é verdadeira independentemente de o sinal de entrada estar conectado à entrada inversora ou não inversora do comparador. Também podemos ver que o valor da tensão de saída é completamente dependente da tensão de alimentação dos op-amps. Em teoria, devido ao alto ganho de malha aberta dos op-amps, a magnitude de sua tensão de saída pode ser infinita em ambas as direções, ( ± ∞ ). No entanto, na prática, e por razões óbvias, é limitado pelos trilhos de alimentação dos op-amps, dando Vout= +Vcc ou Vout= -Vcc. Dissemos antes que o comparador básico de op-amp produz uma saída de tensão positiva ou negativa comparando sua tensão de entrada com alguma tensão de referência CC predefinida. Geralmente, um divisor de tensão resistivo é usado para definir a tensão de referência de entrada de um comparador, mas uma fonte de bateria, diodo zener ou potenciômetro para uma tensão de referência variável podem ser usados conforme mostrado.
Tensões de referência do comparador
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Em teoria, a tensão de referência do comparador pode ser definida para qualquer valor entre 0 V e a tensão de alimentação, mas há limitações práticas na faixa de tensão real, dependendo do dispositivo comparador de amplificador operacional usado.
Comparadores de tensão positiva e negativa
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Um circuito comparador básico de op-amp pode ser usado para detectar uma tensão de entrada positiva ou negativa, dependendo de qual entrada do amplificador operacional conectamos a fonte de tensão de referência fixa e a tensão de entrada também. Nos exemplos acima, usamos a entrada inversora para definir a tensão de referência com a tensão de entrada conectada à entrada não inversora. Mas igualmente poderíamos conectar as entradas do comparador ao contrário, invertendo o sinal de saída para o mostrado acima. Então, um comparador op-amp pode ser configurado para operar no que é chamado de configuração inversora ou não inversora.
Comparador de tensão positiva
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD A configuração básica para o comparador de tensão positiva, também conhecido como circuito comparador não inversor, detecta quando o sinal de entrada, Vin, está ACIMA ou mais positivo que a tensão de referência, Vref, produzindo uma saída em Vout que é ALTA, conforme mostrado.
Circuito comparador não inversor
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Nesta configuração não inversora, a tensão de referência é conectada à entrada inversora do amplificador operacional com o sinal de entrada conectado à entrada não inversora. Para manter as coisas simples, assumimos que os dois resistores que formam a rede divisora de potencial são iguais e: R1=R2=R . Isso produzirá uma tensão de referência fixa que é metade da tensão de alimentação, ou seja, Vcc/2 , enquanto a tensão de entrada é variável de zero até a tensão de alimentação. Quando Vin for maior que Vref , a saída dos comparadores op-amp saturará em direção ao trilho de alimentação positivo, Vcc . Quando Vin for menor que Vref a saída dos comparadores op-amp mudará de estado e saturará no trilho de alimentação negativo, 0v, conforme mostrado.
Comparador de Tensão Negativa
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD A configuração básica do comparador de tensão negativa, também conhecido como circuito comparador inversor, detecta quando o sinal de entrada, Vin, está ABAIXO ou mais negativo que a tensão de referência, Vref, produzindo uma saída em Vout que é ALTA, conforme mostrado.
Circuito Comparador Inversor
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Na configuração inversora, que é o oposto da configuração positiva acima, a tensão de referência é conectada à entrada não inversora do amplificador operacional enquanto o sinal de entrada é conectado à entrada inversora. Então, quando Vin for menor que Vref, a saída dos comparadores op-amp saturará em direção ao trilho de alimentação positivo, Vcc. Da mesma forma, o inverso é verdadeiro, quando Vin é maior que Vref , a saída do comparador do amplificador operacional mudará de estado e saturará em direção ao trilho de alimentação negativo, 0v. Então, dependendo de quais entradas de op-amp usamos para o sinal e a tensão de referência, podemos produzir uma saída inversora ou não inversora. Podemos levar essa ideia de detectar um sinal negativo ou positivo um passo adiante, combinando os dois circuitos comparadores de op-amp acima para produzir um circuito comparador de janela.
Comparador de janelas
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Um Comparador de Janela é basicamente os comparadores inversores e não inversores acima combinados em um único estágio de comparador. O comparador de janela detecta níveis de tensão de entrada que estão dentro de uma faixa ou janela específica de tensões, em vez de indicar se uma tensão é maior ou menor do que algum ponto de referência de tensão predefinido ou fixo. Desta vez, em vez de ter apenas um valor de tensão de referência, um comparador de janela terá duas tensões de referência implementadas por um par de comparadores de tensão. Um que dispara um comparador de op-amp na detecção de algum limite de tensão superior, Vref(UPPER) e um que dispara um comparador de op-amp na detecção de um nível de limite de tensão inferior, Vref(LOWER) . Então, os níveis de tensão entre essas duas tensões de referência superior e inferior são chamados de “janela”, daí seu nome. Usando nossa ideia acima de uma rede divisora de tensão, se agora usarmos três resistores de valor igual para que R1=R2=R3= R, podemos criar um circuito comparador de janela muito simples, como mostrado. Além disso, como os valores resistivos são todos iguais, as quedas de tensão em cada resistor também serão iguais a um terço da tensão de alimentação, 1/3Vcc . Então, para facilitar neste exemplo simples de comparador de janela, podemos definir a tensão de referência superior para 2/3Vcc e a tensão de referência inferior para 1/3Vcc .
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD A condição de comutação inicial do circuito é a saída do coletor aberto do amplificador operacional A 1 “OFF” com a saída do coletor aberto do amplificador operacional A 2 , “ON” (corrente de drenagem), então Vout é igual a 0 V. Quando Vin estiver abaixo do nível de tensão mais baixo, Vref(LOWER) que equivale a 1/3Vcc , Vout será LOW. Quando Vin excede esse nível de tensão mais baixo de 1/3Vcc , o primeiro comparador op-amp detecta isso e alterna sua saída de coletor aberto para HIGH. Isso significa que ambos os op-amps têm suas saídas HIGH ao mesmo tempo. Nenhuma corrente flui através do resistor pull-up R L, então Vout é igual a Vcc . À medida que Vin continua a aumentar, ele passa o nível de tensão superior, Vref(UPPER) em 2/3Vcc . Neste ponto, o segundo comparador op-amp detecta isso e muda sua saída para LOW e Vout se torna igual a 0V. Então a diferença entre Vref(UPPER) e Vref(LOWER) (que é 2/3Vccc – 1/3Vcc neste exemplo) cria a janela de comutação para o sinal positivo. Vamos agora assumir que V IN está em seu valor máximo e é igual a Vcc Conforme Vin diminui, ele passa pelo nível de tensão superior Vref(UPPER) do segundo comparador de op-amp que alterna a saída para HIGH. Conforme V IN continua a diminuir, ele passa pelo nível de tensão inferior, Vref(LOWER) do primeiro comparador de op-amp, alternando novamente a saída para LOW. Então a diferença entre Vref(UPPER) e Vref(LOWER) cria a janela para o sinal negativo. Então podemos ver que conforme Vin passa acima ou abaixo dos níveis de referência superior e inferior definidos pelos dois comparadores op-amp, o sinal de saída Vout será HIGH ou LOW. Neste exemplo simples, definimos o nível de disparo superior em 2/3Vcc e o nível de disparo inferior em 1/3Vcc (porque usamos três resistores de valor igual), mas pode ser qualquer valor que escolhermos ajustando os limites de entrada. Como resultado, a largura da janela pode ser personalizada para uma determinada aplicação. Se usássemos uma fonte de alimentação dupla e definíssemos os níveis de disparo superior e inferior para, digamos, ±10 volts e Vin fosse uma forma de onda senoidal, poderíamos usar este circuito comparador de janela como um detector de cruzamento de zero volts da onda senoidal, que produziria uma saída, ALTA ou BAIXA, toda vez que a onda senoidal cruzasse a linha de zero volts de positivo para negativo ou de negativo para positivo. Podemos levar essa ideia de detectar níveis de voltagem mais adiante conectando vários comparadores de op-amp diferentes, todos usando um sinal de entrada comum, mas com cada comparador usando uma voltagem de referência diferente definida por nossa rede divisora de voltagem agora familiar através do fornecimento. Considere o circuito detector de nível de voltagem abaixo.
Detector de nível de tensão comparador
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Como acima, a rede divisora de tensão fornece um conjunto de tensões de referência para os circuitos comparadores de op-amp individuais. Para produzir as quatro tensões de referência, serão necessários cinco resistores. A junção no par inferior de resistores produzirá uma tensão de referência que é um quinto da tensão de alimentação, 1/5Vcc usando resistores de valor igual. O segundo par 2/5Vcc , um terceiro par 3/5Vcc e assim por diante, com essas tensões de referência aumentando em uma quantidade fixa de um quinto ( 1/5 ) em direção a 5/5Vcc , que é na verdade Vcc. À medida que a tensão de entrada comum aumenta, a saída de cada circuito comparador de op-amp alterna, desligando assim o LED conectado, começando pelo comparador inferior, A 4 e subindo em direção a A 1 , à medida que a tensão de entrada aumenta. Portanto, ao definir os valores dos resistores na rede divisora de tensão, os comparadores podem ser configurados para detectar qualquer nível de tensão. Um bom exemplo do uso de detecção e indicação de nível de tensão seria para um monitor de condição de bateria, invertendo os LEDs e conectando-os a 0 V (terra) em vez de Vcc . Também aumentando o número de comparadores op-amp no conjunto, mais pontos de disparo podem ser criados. Então, por exemplo, se tivéssemos oito comparadores op-amp na cadeia e alimentássemos a saída de cada comparador para um Digital Encoder de 8 para 3 linhas, poderíamos fazer um conversor analógico-digital (ADC) muito simples que converteria o sinal de entrada analógico em um código binário de 3 bits (0 para 7).
Comparador de amplificadores operacionais com feedback positivo
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Amplificadores operacionais podem ser configurados para operar como comparadores em seu modo de malha aberta, e isso é bom se o sinal de entrada variar rapidamente ou não for muito ruidoso. No entanto, se o sinal de entrada, Vin, for lento para mudar ou se houver ruído elétrico, o comparador op-amp pode oscilar alternando sua saída para frente e para trás entre os dois estados de saturação, +Vcc e -Vcc, conforme o sinal de entrada paira em torno da tensão de referência, nível Vref. Uma maneira de superar esse problema e evitar que o op-amp oscile é fornecer feedback positivo em torno do comparador. Como o próprio nome indica, o feedback positivo é uma técnica para realimentar uma parte ou fração do sinal de saída que está em fase com a entrada não inversora do amplificador operacional por meio de um divisor de potencial configurado por dois resistores, com a quantidade de feedback sendo proporcional à sua razão. O uso de feedback positivo em torno de um comparador de op-amp significa que, uma vez que a saída é acionada para saturação em qualquer nível, deve haver uma mudança significativa no sinal de entrada Vin antes que a saída volte ao ponto de saturação original. Essa diferença entre os dois pontos de comutação é chamada de histerese, produzindo o que é comumente chamado de circuito de disparo Schmitt. Considere o circuito comparador inversor abaixo.
Invertendo o comparador de amplificador operacional com histerese
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Para o circuito comparador inversor acima, Vin é aplicado à entrada inversora do op-amp. Os resistores R1 e R2 formam uma rede divisora de tensão através do comparador, fornecendo o feedback positivo com parte da tensão de saída aparecendo na entrada não inversora. A quantidade de feedback para a entrada não inversora é determinada pela razão resistiva dos dois resistores usados e que é dada como:
Onde: β (beta) pode ser usado para indicar a fração de feedback.
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Quando o sinal de entrada é menor que a tensão de referência, Vin< Vref , a tensão de saída será ALTA, Voh e igual à tensão de saturação positiva. Como a saída é ALTA e positiva, o valor da tensão de referência na entrada não inversora será aproximadamente igual a: +β*V chamado Upper Trip Point ou UTP. Conforme o sinal de entrada, Vin aumenta, ele se torna igual a essa tensão de ponto de disparo superior, nível Vutp na entrada não inversora. Isso faz com que a saída do comparador mude de estado, tornando-se LOW, Vol e igual à tensão de saturação negativa como antes. Mas a diferença dessa vez é que um segundo valor de tensão de ponto de disparo é criado porque uma tensão negativa agora aparece na entrada não inversora que é igual a: -β*V como resultado da tensão de saturação negativa na saída. Então o sinal de entrada deve agora cair abaixo desse segundo nível de tensão, chamado de Ponto de Disparo Inferior ou LTP para que a saída dos comparadores de tensão mude ou volte ao seu estado positivo original. Então podemos ver que quando a saída muda de estado, a tensão de referência na entrada não inversora também muda, criando dois valores de tensão de referência diferentes e dois pontos de comutação diferentes. Um ponto é chamado de Upper Trip Point (UTP), enquanto o outro é chamado de Lower Trip Point (LTP). A quantidade de histerese é determinada pela fração de feedback, β da tensão de saída realimentada para a entrada não inversora. A vantagem do feedback positivo é que o circuito de disparo Schmitt do comparador resultante é imune a disparos erráticos causados por ruído ou sinais de entrada que mudam lentamente dentro da banda de histerese, produzindo um sinal de saída mais limpo, pois a saída do comparador op-amp é acionada apenas uma vez. Então, para tensões de saída positivas, Vref= +β*Vcc , mas para tensões de saída negativas, Vref= -β*Vcc . Então podemos dizer que a quantidade de histerese de tensão será dada como:
Também podemos produzir um circuito comparador de amplificador operacional não inversor com histerese incorporada alterando os terminais de entrada e referência, conforme mostrado:
Observe que as setas no gráfico de histerese indicam a direção da comutação nos pontos de disparo superior e inferior.
Exemplo de comparador de amplificador operacional
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Um amplificador operacional deve ser usado com feedback positivo para produzir um circuito de gatilho Schmitt. Se o resistor, R 1 = 10kΩ e o resistor, R 2 = 90kΩ , quais serão os valores dos pontos de comutação superior e inferior da tensão de referência e a largura da histerese se o op-amp estiver conectado a uma fonte de alimentação dupla de ±10v .
Dado: R 1 = 10kΩ , R 2 = 90kΩ . Fonte de alimentação +Vcc = 10v e -Vcc = 10v .
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Então a tensão de referência Vref, alterna entre +1V e -1V conforme a saída satura de um nível para o outro. Espero que possamos ver neste exemplo simples que a largura desta histerese, 2 volts no total, pode ser aumentada ou diminuída simplesmente ajustando a razão do divisor de tensão dos resistores de feedback R 1 e R 2 .
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Embora possamos usar amplificadores operacionais como o 741 como um circuito comparador básico, o problema com isso é que os amplificadores operacionais são otimizados apenas para operação linear. É onde os terminais de entrada estão virtualmente no mesmo nível de tensão e seu estágio de saída é projetado para produzir uma tensão de saída linear que não é saturada por longos períodos de tempo. Também os amplificadores operacionais padrão são projetados para serem usados em aplicações de malha fechada com feedback negativo de sua saída para sua entrada inversora. Um comparador de voltagem dedicado, por outro lado, é um dispositivo não linear que permite saturação pesada, devido ao seu ganho muito alto, quando os sinais de entrada diferem por uma quantidade relativamente pequena. A diferença entre um comparador de op-amp e um comparador de voltagem está no estágio de saída, pois um op-amp padrão tem um estágio de saída que é otimizado para operação linear, enquanto o estágio de saída de um comparador de voltagem é otimizado para operação saturada contínua, pois é sempre destinado a estar próximo de um trilho de alimentação ou outro e não no meio. Comparadores comerciais como o comparador simples LM311, o comparador quádruplo LM339 ou o comparador diferencial duplo LM393, são comparadores de tensão que vêm em um pacote IC padrão operando a partir de uma fonte única ou dupla. Esses comparadores de tensão dedicados são projetados com o único propósito de alternar a saída muito rapidamente de um estado saturado para outro, já que os transistores usados para um estágio de saída de comparadores de tensão são geralmente transistores de comutação.Como os comparadores de tensão convertem um sinal de entrada linear em um sinal de saída digital, eles são comumente usados para conectar dois sinais elétricos diferentes com diferentes tensões de alimentação ou referência. Como resultado, o estágio de saída do comparador de tensão é geralmente configurado como um único interruptor de transistor de coletor aberto (ou Drain) com estados aberto ou fechado em vez de tensões de saída reais, como mostrado.
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD Aqui, a saída de coletor aberto do comparador de tensão é conectada a uma fonte de tensão por meio de um único resistor pull-up (e um LED para indicação) que puxa a saída única alta para a fonte de alimentação. Quando o interruptor de saída está em HIGH, ele cria um caminho de alta impedância, portanto, nenhuma corrente flui, pois Vout= Vcc. Quando o comparador muda de estado e o interruptor de saída está em LOW (baixo), ele cria um caminho de baixa impedância para o aterramento e a corrente flui através do resistor pull-up (e LED), causando uma queda de tensão nele mesmo, com a saída sendo puxada para o nível de alimentação mais baixo, o aterramento neste caso. Então podemos ver que há muito pouca diferença entre o símbolo esquemático de um comparador op-amp e um comparador de voltagem ou seus circuitos internos. A principal diferença está no estágio de saída com a configuração de coletor aberto ou dreno é útil para acionar relés, lâmpadas, etc. Acionar um transistor da saída permite uma maior capacidade de corrente de comutação do que a saída dos comparadores sozinha.
CONCLUSÃO
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD O Comparador de Op-amp, vimos que um circuito comparador é basicamente um amplificador operacional sem feedback, ou seja, o op-amp é usado em sua configuração de malha aberta e, quando a tensão de entrada, V IN, excede uma tensão de referência predefinida, Vref, a saída muda de estado. Devido ao ganho de malha aberta muito alto do amplificador operacional, usá-lo com feedback positivo ou mesmo sem feedback algum faz com que a saída sature seu trilho de alimentação, produzindo uma de duas tensões de saída distintas, dependendo dos valores relativos de suas duas entradas. Esse comportamento biestável é não linear e forma a base do comparador de op-amp e circuitos de gatilho Schmitt. Os estágios de saída de comparadores dedicados, como o LM311 simples, o LM393 duplo ou o LM339 quádruplo, são projetados para operar em suas regiões de saturação, permitindo que esses circuitos comparadores de tensão sejam amplamente utilizados em aplicações de conversores analógico-digitais e para vários tipos de circuitos de detecção de nível de tensão. O comportamento de comutação errático de um comparador de malha aberta pode ser facilmente superado adicionando feedback positivo entre a saída e a entrada do comparador. Com feedback positivo, o circuito tem histerese com a comutação de saída ocorrendo entre dois pontos de comutação diferentes, UTP e LTP. Os comparadores de janela op-amp são um tipo de circuito comparador de voltagem que usa dois comparadores op-amp para produzir uma saída de dois estados que indica se a voltagem de entrada está ou não dentro de uma faixa ou janela de valores específica usando duas voltagens de referência. Uma voltagem de referência superior e uma voltagem de referência inferior. Embora amplificadores operacionais e comparadores possam parecer semelhantes, eles são muito diferentes e projetados para serem usados em diferentes aplicações: um amplificador operacional pode ser usado como comparador, enquanto um comparador de tensão não pode ser usado como amplificador operacional devido ao seu estágio de saída não linear.
#AMP-OP#CCBYNCND4.0#ANGELOLEITHOLD O amplificador operacional é um dispositivo analógico com uma entrada analógica diferencial e uma saída analógica e se operado em sua configuração de malha aberta sua saída age como uma saída de comparador. Mas comparadores de tensão dedicados (LM311, LM393, LM339) estão amplamente disponíveis e terão um desempenho muito melhor do que um comparador de op-amp padrão .
#PY5AAL Professor Angelo Antonio Leithold é um físico, astrônomo, radioamador e educador brasileiro, que se destaca por suas pesquisas e ensino nas áreas de #PY5AALastrofísica, #PY5AALgeofísica, #PY5AALneurofísica, #PY5AALeletrônica e #PY5AALpedagogia. Tem uma vasta experiência em pesquisa e ensino nessas áreas. É autor de vários trabalhos acadêmicos e #PY5AALlivros sobre esses temas, e foi citado por diversos pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. É conhecido por seu envolvimento por mais de trinta anos com o estudo da #PY5AALAnomaliaMagnéticadoAtlânticoSul, um fenômeno que afeta a propagação de ondas de rádio e a atividade solar na região. Se formou #PY5AALBacharelFísicaFaculdadesIntegradasEspírita em um convênio com o #PY5AALInstitutodeAeronáuticaeEspaço, fez #PY5AALLicenciatura em Física pela #PY5AALUTFPR. Sua publicação "#PY5AALEstudodaPropagaçãodeOndasdeRádionaRegiãodaAnomaliaMagnéticadoAtlânticoSul" orientada pelo professor #PY5AALAlbaryLaibida e amplamente citadas nos anais científicos. O professor Angelo Antonio Leithold fez pesquisas em Astrofísica para #PY5AALUniversidadeFederaldoAmazonas em Manaus e foi co-orientador de diversos trabalhos científicos. Ele foi professor de física no #PY5AALColégioEstadualdoParaná, onde lecionou para diversas turmas e participou de projetos pedagógicos. Foi professor de #PY5AALeletrônica, #PY5AALeletromecânica, #PY5AALeletrotécnica, #PY5AALmecânica no #PY5AALSenai e no #PY5AALCEEP. No #PY5AALCampusdePesquisasGeofísicasMajorEdseldeFreitasCoutinho, desenvolveu instrumentos e métodos para medir e analisar os sinais eletromagnéticos, como a #PY5AALionossonda, a #PY5AALmonotransmissão e sistemas de #PY5AALtransmissãodeRF, em especial utilizando #PY5AALNVIS. Na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (#PY5AALUTFPR), no #PY5AALDepartamentodeEducação, fez cursos de #PY5AALdidática, #PY5AALmetodologiacientífica e #PY5AALtecnologiaeducacional. Ele também publicou um livro chamado "#PY5AALA AprendizagemAtravésdasAulasAristotélicas", onde ele propõe um método pedagógico baseado na #PY5AALfilosofia de #PY5AALAristóteles, que valoriza o #PY5AALraciocíniológico, a observação da natureza e a busca pela verdade. O #PY5AALprofessorLeithold participou de vários #PY5AALcongressos e #PY5AALeventoscientíficos, onde ele apresentou diversos trabalhos sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul, a propagação das ondas de #PY5AALrádio, a #PY5AALatividade solar, a #PY5AALionosfera, a #PY5AALatmosfera, a #PY5AALneurofísica, a #PY5AALneuroestimulação, a #PY5AALeletroacupuntura, a #PY5AALaprendizagem e a #PY5AALmemória. Ele também colaborou com outros pesquisadores, como o #PY5AALDrChangYoungChiang, o #PY5AALDrFranciscoAntônioMarçallo, a #PY5AALdoutoraMariaSilviaBacila, entre outros. Ele também participou de programas de TV e rádio, onde ele divulgou seus conhecimentos e experiências na área de física, astronomia e astrofísica. O professor Angelo disponibiliza suas pesquisas, #PY5AALcitações, #PY5AALbiblioteca, seus cursos e todo o seu material didático gratuitamente no seu site, que foi iniciado nos primórdios da Internet em 1993, onde publica artigos sobre diversos temas de seu interesse e que busca integrar diferentes áreas do conhecimento, como física, #PY5AALbiologia, #PY5AALeletrônica e #PY5AALpedagogia.
Angelo Antonio Leithold nasceu em #PY5AALCuritiba, #PY5AALParaná, em 1958, filho de Alfredo e Luiza Massolim Leithold, ele torneiro mecânico e ela diarista. Ele tem duas irmãs, Sandra e Tania, esta já falecida. Ele foi casado com a #PY5AALpsicólogaSilmaradaLuzBozza, de quem se divorciou e eles têm três filhos, #PY5AALJulianaLeithold, doutora em Engenharia Ambiental, #PY5AALAlfredoLeitholdNeto, mestre em Química Ambiental, e #PY5AALElisaLeithold, psicóloga. Ele sempre foi fascinado por ciência e astronomia desde criança, quando gostava de observar o céu. Montou sua própria luneta a partir de óculos velhos encontrados no lixo e tubos de papel higiênico. Na sua vida acadêmica se destacou nos estudos, ganhando várias bolsas e prêmios acadêmicos. Ele se formou como Técnico em Eletrônica na Escola Técnica Federal do Paraná, atual UTFPR, em 1976, fez Bacharelado em Física pelas Faculdades Integradas Espírita em 2010, Licenciatura em Física pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná em 2014, e pós-graduações em Astronomia pela Universidade Federal do Paraná 2010, Astrofísica pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço 2011, Neurofísica pelo Instituto de Saúde Dr Bezerra de Menezes e Laboratório de Neurofisiologia das Faculdades Integradas Espírita entre 2006 e 2010. Também fez pós graduação a partir do #PY5AALMITOpenCourse, terminado no ano 2000.
Angelo Leithold trabalha atualmente como professor na Rede Estadual de Ensino do Paraná e na #PY5AALUniversidadeEstadualdePontaGrossa, onde é professor convidado do Departamento de #PY5AALAstronomia. Foi professor de Física no Colégio Estadual do Paraná de 2008 a 2009, e segue como professor de Física até a atualidade em outras instituições. Na área tecnológica, foi professor no Centro Estadual de Educação Profissional de Curitiba #PY5AALCEEP e no #PY5AALSENAI, ministrou aulas de Eletrônica, Eletromecânica, Mecânica, Telecomunicações, Resistência dos Materiais, Desenho Técnico e projetos. Ensina Teoria da Relatividade e Astrofísica Extragaláctica na UEPG e é responsável por lecionar e orientar alunos de graduação e pós-graduação em diversas áreas da física, como mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo e mecânica quântica e Teoria da Relatividade. Também participa de projetos de pesquisa e extensão na área de astrofísica, publicando livros e artigos em revistas e congressos nacionais e internacionais. Ele fez pesquisas para a Aeronáutica sobre a Anomalia Magnética do Atlântico Sul na #PY5AALBaseAntárticaComandanteFerraz e foi coordenador do Campus de Pesquisas Geofísicas Major Edsel de Freitas Coutinho de 2002 a 2018, quando o Campus foi fechado e as pesquisas descontinuadas pelo corte do CAPES dentre outros. O professor Leithold tem como hobbies o radioamadorismo com indicativo PY5AAL, onde faz experimentos com antenas, em especial #PY5AALNVIS, e fazer trilhas na natureza. Ele já visitou mais de 10 países, conhecendo diferentes culturas, paisagens e pessoas, é fluente em inglês, alemão e italiano. Ele também é colaborador da #PY5AALWikipedia desde 2003, onde contribui com artigos sobre física e astronomia para todos. O professor Angelo Antonio Leithold tem como sonho contribuir para o desenvolvimento da física, astrofísica e a ciência, criando soluções que possam explicar os fenômenos do universo, como a origem, a estrutura e o destino das estrelas, dos planetas e das galáxias. Ele acredita que a física e a astrofísica são ciências fundamentais e que devem ser incentivadas a partir do Ensino Fundamental, e que devem ser ensinadas e aprendidas com criatividade e paixão. Ele se inspira em personalidades como Albert Einstein, Stephen Hawking, Carl Sagan e Neil deGrasse Tyson. “Estudo da Propagação de Ondas de Rádio na Região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul”: Este livro é baseado na tese de doutorado de Angelo Antonio Leithold e explora como as ondas de rádio se propagam na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Ele aborda os desafios e peculiaridades dessa área específica, que afeta a comunicação por rádio devido às variações no campo magnético terrestre. “Partículas Presas na Região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul”: Focado em astrofísica e geofísica, este livro investiga as partículas que ficam presas na região da Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Angelo Antonio Leithold analisa como essas partículas interagem com o campo magnético e os impactos dessas interações na atmosfera e na tecnologia de comunicação. “Neurofísica: Os Mecanismos da Aprendizagem”: Este livro aborda os mecanismos neurofísicos envolvidos na aprendizagem. Angelo Antonio Leithold explora como o cérebro processa informações e como diferentes estímulos podem influenciar a capacidade de aprender. É uma obra que conecta física e neurociência para entender melhor os processos cognitivos.
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