Eletrônica Básica 3

Curso de Eletrônica
Eletrônica Básica 3
Parte 1
Prof. Kobori
Prof. Antonio Carlos Kobori
[email protected]
www.kobori.tk
Apostila de EB3 versão 2006.1
todos direitos reservados
ELETRÔNICA BÁSICA 3 – Prof. Kobori.
Multivibradores
Os circuitos multivibradores são geradores de onda de tensão quadrada que
são utilizadas em grande escala em circuitos eletrônicos, podendo ser divididos em
dois circuitos básicos:
Monoestável (temporizador), circuito que permanece em um estado estável
num tempo indeterminado enquanto não houver um sinal de disparo externo
para que possa passar para o outro estado, este estado no entanto é
determinado por um tempo.
Astável (oscilador), circuito que fornece uma forma de onda quadrada
oscilante que possui um tempo em alto e um tempo em baixa, sem a
necessidade de um pulso externo.
Circuito Monoestável Disparo down
Para
analisarmos
o
circuito
Vcc
monoestável observaremos o circuito, no
período chamado estável ou repouso, a
RC1
condição dos transistores Q1 e Q2 que estão
RB1
CT
+
polarizados como chaveadores se apresenta
da seguinte forma: Q2 saturado, determinando
RC2
RT
Q2
Q1
uma tensão aproximadamente igual a zero na
D1
base de Q1, fazendo este ficar em corte. Esta
situação
permanecerá
inalterada,
que
S1
chamaremos de estado de repouso.
Neste instante é conveniente analisarmos algumas tensões existentes no
circuito, estas tensões serão em relação ao referencial; na base de Q2 devido à
polarização direta entre base/emissor tem-se a tensão da barreira de potencial,
aproximadamente 0,7v implicando em uma polarização de saturação do mesmo
onde, no coletor terá aproximadamente uma tensão nula, a tensão nula do coletor de
Q2 é aplicada na base de Q1 fazendo este se manter aberto.
No instante em que se é dado um pulso na chave S1, a tensão de polarização
de Q2 deixará de existir fazendo Q2 abrir elevando a tensão em seu coletor que fará
Q1 fechar, neste instante a tensão na base de Q2 vai a valores negativos devido à
inversão de polarização do capacitor CT que irá aumentando até novamente atingir
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a barreira de potencial de Q2, este processo tem tempo de duração que depende
de: T = RT . CT . 0,693
Circuito Monoestável Disparo up
O circuito monoestável com disparo
Vcc
em up terá o mesmo funcionamento
RC1
CT
operacional que o descrito acima, no
RC2
RT
entanto o seu disparo será aplicando uma
RB1
Vcc
+
Q2
Q1
S1
tensão de transição up nos emissores dos
transistores,
fazendo
a
inversão
dos
+
R2
1k
Cd
estados e assim iniciando o processo de
temporização.
2
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Exercícios.
1. Calcule o que está sendo pedido;
a) Ta= 4s ,
CT= 470μF,
RT= ?
b) Ta= 4s,
CT=?
RT= 10K
c) Ta=? ,
CT= 470μF,
RT= 15K
d) Ta=? ,
CT= 470μF,
RT= 22K
e) Ta= 4s,
CT=?
RT=22K
2. O circuito abaixo temporiza o disparo de um alarme, é preciso calibrá-lo para
que seu tempo em alto seja de 2,2295625 segundos, calcule o valor do Rx
para esta condição.
Vcc
RC1
1k
RT
10k
RC2
1k
Rx
CT
470uF
+
RB1
100k
Q2
Q1
D1
S1
3. Construa o gráfico sobreposto do circuito acima com seus valores, sendo:
Disparo, Base Q2, Coletor Q2 e Coletor de Q1.
3
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Experimento: Circuito Multivibrador Monoestável.
1. Analise e descreva o funcionamento do circuito abaixo:
12V
Vcc
R3
470R
RT
27 k
RC1
1,8 k
CT
330uF
+
RC2
1,8 k
RB1
10k
D3
LED1
R4
220k
Q3
BC548
12V
Vcc
Q2
BC548
Q1
BC548
+
S1
Cd
680uF
R2
100 R
2. Construa o gráfico sobreposto do circuito com os valores calculados, sendo:
Disparo, Base de Q2, Coletor Q2, Coletor Q1, Coletor Q3 e situação do led1.
3. Monte o circuito e meça o tempo ativo do circuito.
4. Compare os valores teóricos e experimentais, após estabeleça um comentário
conclusivo.
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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.
Fig1.
(a)
(b)
Observe na Fig1b que Q2 começa a conduzir (fechar) quando Vc1 = barreira
de potencial da junção base-emissor, a tensão do emissor de Q2 faz Q1 abrir e
iniciar o processo de carga através de R2-C2, até a tensão na base de Q1 atingir o
valor da barreira de potencial e fechar Q1 como mostra a fig2.
Fig2
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Como pode ser visto através do gráfico sobreposto, a base de tempo formado
por RT1 e CT1 determina o tempo em alto de Q2 e, a base de tempo formado por
RT2 e CT2 determina o tempo em alto de Q1, sendo a constante de tempo dado
pela equação Ta = Rt .CT . 0,693 .
Como o estado de um transistor depende do estado do outro, pode-se
concluir que TaQ1 = TbQ2 e TaQ2 = TbQ1 , assim a freqüência de oscilação será:
F = 1 / TT , onde,
TT = Tempo total
TaQ1 + TbQ1
Exercícios:
1. Para o circuito abaixo:
Vcc
RT1
10k
RC1
1,8 k
RT2
22k
RC2
1,8 k
CT2
150KpF
CT1
150KpF
+
+
Q2
Q1
a) Calcule o tempo em alto e baixo de Q1 e Q2
b) Calcule a freqüência de oscilação do Q1 e Q2
c) Construa o gráfico sobreposto do circuito com valores.
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Experimento: Circuito Multivibrador Astável.
Sendo o circuito abaixo;
12V
Vcc
RT1
10k
RC1
1,8 k
CT1
1KpF
+
RT2
22k
RC2
1,8 k
CT2
1KpF
+
Q2
BC548
Q1
BC548
a) Calcule o tempo em alto e baixo de Q1 e Q2
b) Calcule a freqüência de oscilação.
c) Coloque o canal 1 do osciloscópio na base de Q1 e no coletor de Q1 o canal
2, efetue as medidas e desenhe as formas de onda.
d) Repita o mesmo procedimento para o Q2.
e) Compare os valores teóricos e experimentais.
f) Elabore a conclusão.
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Exercícios:
Sendo o circuito abaixo;
12V
Vcc
R1
1k
R2
500k
C2
1uF
+
R3
100k
C1
470uF
+
Q2
Q1
R6
25k
R5
1k
R4
1k
Q3
D1
S1
Construa o gráfico sobreposto com valores dos pontos:
•
Disparo S1
•
Base de Q2
•
Base de Q4
•
Base de Q3
•
Coletor de Q4
•
Coletor de Q3
8
R7
35k
R8
1K
C3
1uF
+
Q4
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•
Amplificador Operacional
Um Amplificador Operacional (amp-op) é um amplificador diferencial de ganho
muito elevado com uma impedância de entrada muito alta e baixa impedância de
saída. Tipicamente o amp-op é usado para se obter amplitudes variáveis de tensão
(amplitude polaridade), osciladores, circuitos de filtros e muitos tipos de circuitos de
instrumentação.
O amplificador operacional é uma unidade de circuito de importância universal.
Embora os amp op's já estivessem sendo usados há muito tempo, suas aplicações
eram inicialmente nas áreas de computação e instrumentação analógicas. No início,
os amp op's eram construídos de componentes discretos (válvulas e depois
transistores e resistores) que elevava o seu custo (algumas dezenas de dólares).
Por volta da metade dos anos 60, foi produzido o primeiro circuito intergrado (CI).
Esta unidade (uA 709) era feita com um número relativamente alto de transistores e
resistores todos em uma mesma pastilha de silício. Embora suas características
fossem pobres (comparadas com os padrões atuais) e seu custo fosse ainda muito
alto, seu surgimento sinalizou uma nova era no projeto de circuitos eletrônicos. Os
fabricantes iniciaram o uso dos amp op's em larga escala, o que causou uma queda
dramática no seu preço. Eles exigiram também uma melhor qualidade dos amp op's.
Os fabricantes de semicondutores responderam prontamente e num espaço de
poucos anos, amp op's de alta qualidade já estavam disponíveis no comércio com
preço extremamente baixo (dezenas de centavos de dólares) por um grande número
de fornecedores.
Uma das razões da popularidade
do amp op é a sua versatilidade, sendo
que podemos fazer quase tudo com os
amp op's. É importante também o fato
de o CI amp op ter características muito
próximas das que supomos ideais. Além
disso,
os
circuitos
com
amp
op
trabalharam com níveis muito próximos
daqueles
que
projetamos
funcionamento teórico.
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num
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Tópicos importantes.
Alimentação simétrica
Entrada não inversora (+)
Entrada Inversora (-)
Impedância de saída muito baixa (Zout)
Impedância de entrada muita elevada (Zin)
Ganho diferencial
Ganho malha aberta muito alto (A om)
A alimentação de um amp op pode ser simétrica, permitindo assim uma
versatilidade para circuitos com sinais simétricos.
As entradas de um amp op são constituídas basicamente de duas, sendo
elas a entrada não inversora (+) e a entrada inversora (-).
A entrada não inversora (+) recebe este nome porque o sinal aplicado neste
local aparece na saída do circuito com a mesma polaridade.
Já para o sina aplicado na entrada
inversora (-), o mesmo será invertido em 180° na
saída em relação à entrada.
A impedância das entradas de um am op
são de elevado valor, esta característica permite
um consumo muito baixo do sinal a ser
trabalhado e aplicado nas entradas, permitindo inclusive que este circuito atue como
buffers. A saída do amp op possui impedância muito baixa, permitindo que o mesmo
tenha um rendimento perto do ideal.
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Ganho diferencial é uma característica deste circuito que permite, ao mesmo
amplificar apenas a diferença entre os sinais aplicados em suas entradas,
prevalecendo a entrada que tiver maior sinal em módulo.
Já o ganho de um amp op em malha aberta tende ao máximo, limitado pela
tensão de alimentação, a esta característica chamamos de ganho em malha
aberta.
1v
2v
+v
+v
+
+
-v
+v
-v
-v
1v
2v
Características do Amplificado Operacional 741
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Tensão de Offset
Normalmente estas correntes são desequilibradas, isto é, existe uma certa
diferença entre elas que se designa por corrente de offset que, para o caso do 741,
é da ordem dos 20 nA. Como efeito desta corrente de offset verifica-se que vai
aparecer uma diferença de potencial entre as entradas.
Se considerarmos que as resistências de entradas são muito altas, irá
aparecer à entrada uma diferença de potencial da ordem dos 20 mV. Para minimizar
as correntes de offset devemos diminuir as resistências vistas dos terminais de
entrada. Como na prática é impossível equilibrar a condução dos os transistores de
entrada do amplificador, irá aparecer, na saída uma tensão dita tensão de offset, isto
é, mesmo curto-circuitando as duas entradas por forma a garantir que Va=Vb a
saída nunca será exatamente nula. A saída típica do 741 é da ordem dos 2 mV.
Existem, técnicas para minimizar as tensões de offset, como mostra abaixo:
Comparador de Tensão com Amplificador Operacional
Exemplo de circuitos utilizando o modo comparador de tensão com, AO:
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Experimento: Comparador de Tensão com AO
1. Circuito:
12V
R1
10k
12V
LED1
R2
10k
R3
470R
+
LED2
741
12V
-12V
P1
10K
2. Montar o circuito
3. Medir a Vref (pino 2)
4. Quando o Led 1 acender, medir a tensão no pino 3.
5. Quando o Led 2 acender, medir a tensão no pino 3.
6. Comentários e conclusões
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Experimento: Sensor de Luminosidade
1. Circuito
12V
Rele
P1
10K
R2
10k
+
R1
4k7
741
BC548
R3
1k
LDR
2. Montar o circuito e observar o funcionamento, relacionando e comentando sobre
a atuação do P1 como referencial e ajuste da sensibilidade, e o funcionamento
do sensor LDR.
3. Elabore o Lay out do circuito acima.
4. Comentários e conclusões.
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Amplificador Inversor
O circuito seguinte representa um amplificador inversor. A tensão aplicada à
sua entrada é vi e a tensão que surge na saída é vo. O ganho de tensão A deste
circuito obtém-se de A = vo / vi. Não confundir este ganho com o do amp op.
Sendo a corrente na entrada inversora ii = 0, a corrente i em R1 é a mesma
que em R2. Por outro lado, se vd = 0, então v- = v+ = 0, porque a entrada não
inversora está ligada à massa (potencial nulo). Com base nestas deduções é
possível calcular o valor de i em R1 e em R2.
O sinal (–) deve-se ao fato de que o sentido da tensão vo (da saída para a
massa)ser inverso do sentido da corrente i em R2. Igualando as duas expressões,
temos:
I out = I in pois a Zin é muito alta
assim: Vout / Rr = Vin / R1 onde:
Vout R1 = Vin Rr onde
Vout = Vin Rr / R1
Vout / Vin = Rr / R1 = Av
que resulta em
Exemplo numérico : R1 = 47 kΩ e Rr = 100 kΩ
A tensão de saída é cerca do dobro da tensão de entrada. Para obter outro valor,
basta alterar os valores das resistências. O sinal – significa que a saída e a entrada
estão em oposição de fase. Se a tensão de entrada for, por exemplo, 0,5 V, a tensão
de saída é vo = A x vi = (-2,1) x 0,5 = - 1,05 V.
Rr
+V
R1
+
Vin
Vout
741
-V
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Experimento: Amplificador Inversor
1. Circuito
Rr
10K
12V
+V
R1
4k7
+
Vin
Vout
741
-V
-12V
2. Aplicando-se um sinal de entrada Vin senoidal de 1Khz, 1Vpp, calcule e desenhe
o sinal de saída Vout.
3. Monte o circuito.
4. Medir e desenhar o sinal de entrada Vin e saída Vout.
5. Comentários e conclusões.
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Amplificador não inversor.
Aplicando-se o sinal de entrada Vin na entrada não inversora do AO, e
executando a realimentação positiva, podemos controlar o ganho do circuito através
da equivalência dos resistores de realimentação, assim:
I out = I in pois a Zin é muito alta
assim: Vout / Rr = Vin / R1 onde:
Vout = Vin Rr / R1
Vout R1 = Vin Rr onde
que resulta em Vout / Vin = Rr / R1 = Av
porém Av = Vout/Vin = 1
Então:
Av = 1 + Rr/R1
‘Exemplo numérico : R1 = 47 kΩ e Rr = 100 kΩ
A tensão de saída é cerca do dobro da tensão de entrada. Para obter outro valor,
basta alterar os valores das resistências. O sinal – significa que a saída e a entrada
estão em oposição de fase. Se a tensão de entrada for, por exemplo, 0,5 V, a tensão
de saída é vo = A x vi = (3,1) x 0,5 = 1,55 V.
+V
+
Vin
Vout
-V
R1
Rr
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Experimento: Amplificador Não Inversor
1. Circuito
12V
+V
+
Vin
Vout
-V
-12V
R1
4k7
Rr
10K
2. Aplicando-se um sinal de entrada Vin senoidal de 1Khz, 1Vpp, calcule e desenhe
o sinal de saída Vout.
3. Monte o circuito.
4. Medir e desenhar o sinal de entrada Vin e saída Vout.
5. Comentários e conclusões.
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Amplificador Somador com Amplificador Operacional
O circuito somador é um circuito complexo para efetuar-se operações
matemáticas, ele tem duas ou mais entradas Va, Vb e Vn, com os resistores
correspondentes, Ra e Rb e Rn. Nesses resistores passam correntes ia = Va/Ra e ib
= Vb/Rb. A corrente i1 neste caso vale ia+ib. A corrente i2 é Vo/Ro, como no
exemplo anterior, e a corrente i de entrada no amplificador operacional vale
aproximadamente zero. Temos então:
0 = i = Vo/Ro + Va/Ra + Vb/Rb, ou seja:
Vo = - (Va.Ro/Ra + Vb.Ro/Rb) =
-
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EXPERIMENTO: AMPLIFICADOR SOMADOR COM AO
1. De acordo com o circuito abaixo:
+12V
R6
27k
R1
680R
VA
R4
22k
+12V
+
741
R2
100R
VB
R5
15k
-12V
R3
120R
2. Pede-se:
a) Calcule o valor de tensão no ponto VA
b) Calcule o valor de tensão no ponto VB
c) Calcule o valor de tensão no ponto Vout
d) Montar o circuito
e) Medir o valor da tensão no ponto VA
f) Medir o valor da tensão no ponto VB
g) Medir o valor da tensão no ponto Vout
h) Conclusões e comentário
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Vout
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Conversores D/A e A/D
Nem só com circuitos digitais se faz um computador. Também são
necessários os circuitos analógicos. Os principais circuitos analógicos são
os existentes na placa de som, no modem e o trecho da placa de vídeo
que envia as informações de cor para o monitor. Circuitos analógicos são
formados por transitores, resistores, capacitores, indutores, diodos,
transformadores e outros componentes “não digitais”. Para exemplificar
esses circuitos, mostraremos aqui o funcionamento dos conversores D/A
(Digital-Analógicos) e A/D (Analógicos-Digitais).
Os conversosres D/A são encontrados na placa de som, fazendo a
conversão de sons digitalizados para o formato analógico, podendo assim
ser
amplificados
e
enviados
para
os
alto
falantes.
A
base
do
funcionamento dos conversores D/A e A/D é um circuito chamado
amplificador operacional.
O circuito somador é a base para
um conversor D/A ,através da escolha
apropriada dos resistores.
Este resultado pode ser generalizado no circuito acima, onde temos n entrada
com tensões V1, V2,... Vn, e resistores R1, R2, ..., Rn:
Vo = - Ro(V1/R1 + V2/R2 + V3/R3 + .... + Vn/Rn)
Este circuito pode ser usado como um conversor analógico digital. Suponha que sua
entrada seja formada por 4 bits. Digamos que os valores de tensão correspondentes
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ELETRÔNICA BÁSICA 3 – Prof. Kobori.
aos bits 0 e 1 sejam 0 volts e 1 volt, respectivamente. Tomemos para os resistores,
os seguintes valores:
Ro = 8k
R1 = 8k
R2 = 4k
R3 = 2k
R4 = 1k
Ficamos então com:
Vo = -8000 (V1/8000 + V2/4000 + V3/2000 + V4/1000), ou seja:
Vo = - (V1 + 2.V2 + 4.V3 + 8.V4)
Note que com este circuito, os valores de tensão (que correspondem aos bits do
valor digital de entrada) aparecem com pesos 1, 2, 4 e 8, exatamente como no
sistema binário. Se tivermos por exemplo as entradas V4V3V2V1 representando o
valor binário 0110 (6 em decimal), ficamos com:
Vo = - (1.0 + 2.1 + 4.1 + 8.0) = - 6 volts
Portanto o valor digital 6 (0110) gerou na saída do circuito, o valor analógico
de –6 volts. Da mesma forma o valor digital 5 (0101) resulta no valor analógico de –5
volts, o valor digital 11 (1011) resulta no valor analógico igual a –11 volts, e assim
por diante. Nosso circuito é um conversor digital-analógico de 4 bits.
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LISTA DE EXERCÍCIOS
01) Sendo analisado um Amplificador Operacional, pode-se afirmar que:
A) Sua impedância das entradas é:..............................................
B) Sua impedância de saída é: ......................................................
02) Explique resumidamente: Ganho diferencial de tensão em um AO.
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
03) Explique ganho de tensão (Av), de um AO em malha aberta é:
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
04) Sendo o circuito abaixo:
A) Rr = 15 K, R1 = 10 K, Vin =0,5V, calcule Vout =...........
B) Av = -2,5, R1=10 K, Vin= 0,5V , calcule Rr =..................
e Vout = ....................
C) Av= -3, Rr=3 K, Vin= -0,5V ,
e Vout=.....................
calcule R1=..................
05) Sendo o circuito abaixo:
A) Rr=15 K, R1=10 K, Vin= 0,5V, calcule Vout=........................
B) Av=3, R1=15K, Vin=0,5V, calcule Rr=..................... e Vout=.......................
C) AV=5, Rr=60, Vout=1,5V, calcule R1=..................... e Vin=.........................
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06) Sendo o circuito abaixo, calcule o valor de Vout.=................................
07) Sendo o circuito abaixo:
A) Preencha a tabela abaixo , sabendo que os AO estão alimentados com +12/-12 v
tensão
Va
Vb
Vc
Vd
Ve
Vf
Pos 1
Pos2
B) Descreva o funcionamento do circuito.
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Amplificador de Áudio com 741
O circuito abaixo demostra de maneira experimental a utilização de um
Amplificador Operacional na configuração de amplificador de áudio.
12V
15k
12V
22k
2,2uF
100R
+
+
MIC
+
470uF
-12V
Microfone de Eletreto
São aqueles pequenos microfones, bastante usados em telefones e em
muitos outros aparelhos. O princípio de funcionamento é basicamente o de um
microfone capacitivo.
Na figura, 1 é uma membrana condutora elástica, que faz contato elétrico com a
carcaça 5. 3 é uma membrana condutora rígida isolada da carcaça e 2 é um
dielétrico entre as duas, ou seja, o conjunto forma um
capacitor. Entre 1 e 2 há uma fina camada de ar
(exagerada na figura), de forma que as vibrações sonoras
incidentes sobre o diafragma o deformam e, por
conseqüência, a capacitância do conjunto varia. Desde
que o nível do sinal é muito baixo, há um transistor tipo FET para amplificar. Mas por
que o nome eletreto? Para quem não conhece, eletreto é designação para os
materiais isolantes (ou dielétricos) que têm a capacidade de adquirir e manter cargas
elétricas.
26
ELETRÔNICA BÁSICA 3 – Prof. Kobori.
Notar que o arranjo da figura não funcionaria se fosse usado um dielétrico comum.
Seria necessária uma fonte de tensão para manter o capacitor carregado e, assim,
ter um sinal na porta do FET. Com um dielétrico de eletreto, o capacitor fica
permanentemente carregado, dispensando fonte externa. Eletretos são produzidos
pelo aquecimento de certos dielétricos e posterior resfriamento em um campo
elétrico de alta intensidade.
Pode-se fazer uma comparação com um microfone indutivo: um diafragma
acoplado a uma bobina que fica parcialmente introduzida em um núcleo de ferro.
Se fosse apenas isso, a bobina seria um indutor variável, necessitando de uma
corrente externa para produzir um sinal. Se o núcleo de ferro fosse um ímã
permanente, o sinal seria produzido sem auxílio externo. Portanto, eletretos podem
ser considerados equivalentes elétricos aos ímãs permanentes do magnetismo.
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CI TIMER 555
Diagrama em Blocos
Funcionamento
Enquanto a entrada "Limiar" (Threshold) (pino 6) estiver em nível inferior a
2/3 de Vcc, a saída do comparador permanecerá no nível baixo. Quando esta tensão
for superada, a saída do comparador passará para nível alto, impondo na saída do
Flip Flop nível alto. O transístor de descarga fica diretamente polarizado, passando à
condução, e a saída do circuito passa para nível baixo.
Quando a tensão aplicada na entrada "Disparo" (Trigger) (pino 2) cai abaixo
de 1/3 de Vcc, a saída do comparador actua sobre a entrada S (Set) do Flip Flop,
fazendo com que a saída Q passe para nível baixo. O transístor de descarga passa
ao corte e a saída do circuito passa para nível alto.
Independentemente dos níveis de tensão presentes nas entradas "Threshold"
(pino 6) e "Trigger" (pino 2), se a entrada "Reset" (pino 4) estiver a nível baixo (U <
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ELETRÔNICA BÁSICA 3 – Prof. Kobori.
1V), a saída Q do Flip Flop passa para nível alto e a saída do circuito (pino 3) passa
para nível baixo, assim permanecendo enquanto estas condições se mantiverem.
Circuito Multivibrador Monoestável
Considere-se o estado inicial: a saída do
circuito está a zero; a entrada limiar (pino
7) está a nível baixo (visto o transistor de
descarga estar saturado); e a entrada de
disparo (pino 2) está a nível alto (através
de R1).
Se fecharmos a chave S, durante uma
fração de segundo, a entrada de disparo
vai a zero, provocando nível alto na
saída (pino 3) e bloqueio do transistor de
descarga, o que permite a carga do
capacitor C1, através da resistor R2.
Quando a tensão aos terminais do capacitor C1 atinge 2/3 de Vcc (entrada limiar / entrada não
inversora), a saída do comparador A1 aplica um nível alto na entrada Reset do flip-flop, obrigando a
saída do flip-flop a assumir um nível alto, o que faz a saturação do transistor e ao nível baixo na saída
do circuito (pino 3).
O tempo em que a saída do circuito permanece ativa é dado pela expressão:
T=1,1xR2xC1
Circuito Multivibrador Astável
Considere-se
o
estado
inicial
(instante em que se liga o circuito): o
capacitor C1 está descarregado; o
comparador A1 tem na sua saída o
nível zero; e o comparador A2 tem na
sua saída o nível um (conseqüência
da tensão presente nas entradas
disparo e limiar).
Tudo isto provoca a alteração da
saída do flip-flop para nível baixo,
que por sua vez, não só bloqueia o
transistor
de
descarga,
como
também comuta para nível alto a
saída do circuito. De seguida, o
condensador C1 vai carregar-se,
através de R1 em série com R2.
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Ao atingir-se 2/3 de Vcc, a saída do comparador A1 (Reset do flip-flop) passa para nível alto,
forçando a saída do flip-flop a passar também para nível alto, o que, por sua vez, provoca: a
comutação da saída do circuito para nível baixo e a saturação do transístor de descarga. Este estado
do transístor permite a descarga do capacitor C1, através de R2. Ao atingir-se 1/3 de Vcc, inicia-se
um novo ciclo.
O dimensionamento do multivibrador astável é feito com recurso às seguintes
expressões:
t1=0,693x(R1+R2)xC1
t2=0,693xR2xC1
Tt=t1+t2
F = 1/ Tt
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Experimento: Circuito Monoestável com 555
1- Montar o circuito abaixo e preencher a tabela 1.
2- Observar a função do pino 4 do CI 555 e fazer as considerações.
3- Elaborar a conclusão geral.
CT
RT
100 μF
68K
150 μF
68K
470 μF
68K
100 μF
100K
150 μF
100K
470 μF
100K
Tempo teórico
Tabela 1
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Tempo prático
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Experimento: Circuito Astável com 555
1- Montar o circuito abaixo.
2- Observar a função do pino 4 do CI 555 e fazer as considerações.
3- Com o canal 1 do osciloscópio monitorar a carga e descarga do capacitor,
com o canal 2 monitorar a saída do 555.
4- Traçar o gráfico sobreposto do circuito com os devidos valores obtidos no
experimento.
5- Traçar o gráfico sobreposto do circuito com os devidos valores obtidos
teoricamente.
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Circuito para análise.
Sendo o circuito abaixo:
a) Analise e descreva o funcionamento do circuito.
b) Faça o gráfico sobreposto do circuito, sendo:
Disparo S1
Pino 6 do CI1
Pino 3 do CI1
Pino 4 do CI2
Pino 6 do CI2
Pino 3 do CI2
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Experimento: Oscilador Controlado por Tensão com 555
1- Sendo o circuito abaixo, onde R1= 10K, R2= 150K, C1= 10nF e Vcc= 12v.
a) Montar o circuito.
b) Preencher a tabela abaixo:
Vref
Freq. out
4v
5v
6v
7v
8v
9v
10v
c) Construir o gráfico Vref x Freqüência Out.
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Referências Bibliográficas :
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1995.
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Paulo: Érica, 2000.
ALBUQUERQUE, Rômulo Oliveira. Análise de Circuitos em corrente Alternada. São Paulo: Érica.
ALBUQUERQUE, Rômulo Oliveira. Análise de Circuitos em corrente Contínua. São Paulo: Érica.
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Érica, 2000.
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SIMONE, Gílio Aluísio. Transformadores – Teoria e Exercícios. São Paulo: Érica.
NETO, Vicente Soares e . Telecomunicações – Tecnologia de Centrais Telefônicas. São Paulo: Érica.
LANDO, Roberto Antonio. Amplificador Operacional. São Paulo: Érica.
GIORGINI, Marcelo. Automação Aplicada: Descrição e Implementação de Sistemas Seqüenciais com
PLCs. São Paulo: Érica.
BOYLESTAD, Robert L. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos. São Paulo: Pearson Education
do Brasil, 2004.
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