MULTIVIBRADOR ASTÁVEL - eteczonasul.webnode.com.br

Aula03
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Aula05
Eletrônica Industrial
Aula04:Multivibradores com Transistores - Astável
MicroCap8: Faça Download
Multivibrador Astável
Um astável é um oscilador, e para analisar o seu funcionamento consideremos como
ponto de partida (t=0 ) o instante em que o Q1, na Fig1, estando cortado passa a
saturado, ocorrendo o oposto com Q2.
(a)
( b)
Fig1: Multivibrador astável , instante t = 0-.
Observe na Fig1b que Q1 começa a conduzir quando VC2 > 0, e que C1 já está
carregado nesse instante, logo num instante posterior ( t = 0+ ) o circuito se encontrará
na situação indicada na Fig2.
Fig2: Multivibrador astável : instante t = 0+
A partir desse instante os capacitores começam a se carregar, VC1 tende para +VCC com
constante de tempo 1=R1.C1 e VC2 tende para - VCC( de acordo com a polaridade
indicada ) com constante de tempo Rec2=RC2.C2
Após um tempo T1 = 0,69.R1.C1 a tensão em C1 começa a ficar positiva fazendo Q2
saturar, enquanto isso, C2 já se carregou com um valor de tensão -VCC (de acordo com a
polaridade convencionada). A Fig2.13 mostra o circuito após a transição (t = T1+ ) e um
pouco antes de mudar (t=T1-).
Fig3: ( a ) Multivibrador astável: instantes t = T1- e ( b ) instante t = T1+
A partir desse instante (t = T1+), VC2 tende a se carregar com +VCC com constante
de tempo
= RC1.C1 .
2=
R2.C2 e VC1
tenderá para -VCC com constante de tempo
Rec1
Após um tempo
T2 = 0,69.R2.C2 (contado a partir do instante t = T1+) a tensão em
C2 começa a ficar positiva fazendo Q1 saturar, enquanto isso C1 já se carregou
com -VCC. A Fig4 mostra o circuito no instante t = (T1 + T2)-. Observe que esse
instante é semelhante ao instante t = 0-, isto é, a partir desse instante as situações
começam a se repetir e dizemos que foi completado um ciclo ou período.
O período das oscilações é dado por
T = T1 + T2 = 0,69.(R2.C2 + R1.C1) . A
Fig5 mostra as principais formas de onda, e podemos observar que as formas de
onda são basicamente as mesmas do monoestável.
t = (T1 + T2)-
Fig4 : Multivibrador astável: instante t = (T1 + T2)- = 0
Formas de Onda
Fig5: Multivibrador astável : Formas de onda
No gráfico da Fig5 as seguintes condições devem ser satisfeitas para que as formas de
onda nos coletores não tenha muita distorção:
T1 = 0,69.R1.C1 > tRec2 = 4.RC2.C2
e
T2 = 0,69.R2.C2 > 4.RC1.C1
Astável Simétrico
No caso mais comum o astável é simétrico, isto é, T1=T2=T/2 e isso é obtido
fazendo-se
R1=R2=R e
C1=C2=C, de forma que T1=T2 =0,69.R.C e a condição
acima para esse caso fica sendo
RC a expressão resulta
0,69.R.C > 4.RC.C
admitindo que RC1 = RC2 =
5,8.RC<R
Outra condição que deve ser satisfeita é, o transistor que está conduzindo deve estar
saturado, e no caso do astável simétrico isso será verdadeiro se for observada a
condição:
R<
min.RC
Combinando as duas condições resulta :
5,8.RC < R <
esta desigualdade mais a expressão que dá o período
facilmente qualquer projeto.
min.RC
T = 1,38.R.C permitem fazer
Fig6: Astável simétrico
Exercícios Resolvidos
1.Projetar circuito astável simétrico que oscile na frequência de 200Hz. Dados:
VCC = 12V
ICsat = 6mA
min
Solução : RC = 12V/6mA = 2K
adotando
= 100. Calcular R, RC e C.
5,8.2K < R < 100.2K ou 11,6K < R < 200K,
R = 100K e como T = 1/200Hz = 5ms
e T = 1,38.R.C obtemos :
C = 5.10-3 /1,38.100.103= 3,6.10-8 F
2. No circuito qual o tempo que o LED fica aceso e apagado.?
Solução: Taceso = 0,69.100.103.1000.10-6 = 69s (Q1 sat /Q2 cort.)
Tapgado = 0,69.33.103.1000.10-6 = 22,77s (Q1 cort./Q2 sat.)
3. Desenhar os gráficos das tensões VCE1(t) e VCE2(t), calculando a frequência de
oscilação no circuito.
Solução: T1 = 0,69.22.103.20.10-9 = 303,6 s
T = T1 + T2 = 303,6 +227,7 = 531,3 s
trec1 = 4.2.103.20.10-9
T2 = 0,69.33.103.10.10-9 = 227,7
f = 1/531,3.10-6 = 1882Hz
= 160 s trec2 = 4.3,3.103.10.10-9 = 132 s
s
EXERCICIOS PROPOSTOS
1. Projetar um astável simétrico que oscile na freqüência de 5KHz. Dados: VCC = 12V
min
= 100
ICsat = 10mA
2. Calcular o tempo que o LED fica aceso e o tempo que fica apagado no circuito.
3. Desenhar os gráficos de VCE2(t), VCE1(t) e VBE2(t), calculando a frequência de
oscilação em cada caso.
4. Projetar um astável que oscile na frequência de 100KHz.Dados: VCC = 9V ICsat =
2mA min = 120.
5. Projetar um circuito que gere a forma de onda.
Experiência04: Astável Simétrico
1. Abra o arquivo ExpEI04 ( MicroCap) e identifique o circuito a seguir.
2. Calcule a duração dos tempos alto (TH) e baixo (TL) e anote na tabela I.
Tabela I
Tempos Calculados
TH
TL
T
f
3. Inicie a simulação e meça os tempos do item 2. Anote na tabela II.
Tabela II
Tempos Medidos
TH
TL
T
4. Conclusões
Experiência05: Astável Assimétrico com tempo de subida rápido
1. Abra o arquivo ExpEI05 (MicroCap) e identifique o circuito a seguir.
f
2. Calcule a duração dos tempos alto (TH) e baixo (TL) e anote na tabela III.
Tabela III
Tempos Calculados
TH
TL
T
f
3. Inicie a simulação e meça os tempos do item 2. Anote na tabela IV
Tabela IV
Tempos Medidos
TH
TL
T
f
4. Conclusões
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