MULTIVIBRADOR ASTÁVEL - eteczonasul.webnode.com.br
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Aula03 Índice de Aulas 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 Aula03 Índice de Aulas Aula05
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