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Amplificador Operacional
Aula 11: Monoestavel.
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
Aula 11: Monoestavel.
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
1 Monoestavel
Em um circuito monoestavel existem dois estados, o estado estavel (E.E) e um estado instavel (E.I). Quando o circuito é ligado a primeira vez, o circuito vai para o estado estavel (+Vcc ou -Vcc) e permanece nesse estado indefinidamente até que uma ação externa provoque a mudança para estado instavel (E.I), em geral um pulso de disparo provoca essa mudança, quando então a saida muda para outro valor( -Vcc ou +Vcc), ficando nessa condição durante um certo tempo (Ti) ao final do qual o circuito volta sozinho para a condição estavel. A principal aplicação é em circuitos temporizadores (Timmers)
Na Figura 1a a condição estavel é a saida, Vs=+ Vcc pois nessa condição é realimentado para a entrada não inversora (+) uma parcela de Vcc, por exemplo metade. Como o capacitor tenderá a se carregar com Vcc, o diodo conduzirá impondo 0,7 V na entrada inversora (-). Logo como Vcc/2 > 0,7 V isso impõe Vcc na saida, sendo portando uma condição estavel.
Se a chave CH na Figura 1a for pressionada momentaneamente, na entrada + é aplicada uma tensão negativa forçando a saída para - VCC, o que faz com que seja realimentado agora para a entrada + uma tensão negativa o que mantém a saída em - VCC. O capacitor C começa a se carregar com polaridade contrária, o que corta o diodo D. Quando a tensão em C for mais negativa que a tensão na entrada + a saída voltará para + VCC. O capacitor C voltará a se carregar com valor positivo fazendo o diodo conduzir grampeando a tensão em C em 0,7 V, e o circuito voltará para a condição estável novamente. A Figura 1b mostra o comportamento grafico das tensões na saida, Vs e nocapacitor, Vc.
( a ) ( b )
Figura 1 - Monoestavel ( a ) Circuito ( b ) Grafico da tensão na saida, Vs, e capacitor, Vc.
Fonte: Multisim V.14
Arquivo Multisim Live
A duração da temporização (Ti), ver Figura1b, é dada por:
onde
Após o circuito ter voltado ao estado estável ainda demora um tempo para que o circuito possa dar inicio a um novo ciclo, isto porque apesar da saída ser +VCC o capacitor ainda está se carregando, tendendo para +Vcc, no caso através de R, o que pode levar a tempos de recuperação (trec) da mesma ordem de grandeza de Ti
. Para diminuir o tempo de recuperação do circuito a carga de C deve ser feita através de outra resistência, no caso da figura 2 a resistência de 1 kOhms é colocada em paralelo com a resistência de temporização de 33 k, resultando em uma recuperação mais rápida, isto é, como o diodo D conduz, o capacitor se carregará através de 1 k// 33 k, praticamente 1 k. Observe que durante a temporização o diodo estará cortado, e assim que a saida mudar para +12V o diodo conduzirá fazendo o capacitor se carregar através do resistor de 1 kOhms.
( a ) ( b )
Figura 2 - Monoestavel de recuperação rapida ( a ) circuito ( b ) Formas de onda
Fonte: Multisim V.14
O monoestavel pode ser disparado po pulsos negativos, Figura 3a, gerando na saida uma onda quadrada assimetrica, Figura 3b. Observe que os pulsos provenientes do gerador de funções são diferenciados, gerando impulsos positivo na subida e negativos na descida. O diodo bloqueia os positivos deixando passar os negativos que disparam o monoestavel. A saida, Vs. ficara durante o tempo Ti em nivel baixo apos a saida voltará para +Vcc.
( a ) ( b )
Figura 3 - ( a ) Monoestavel disparado por pulsos ( b ) Formas de onda de saida e onda quadrada que dispara o monoestavel
Fonte: Multisim V.14
2 Experiência: Monoestavel
2.1 Abra o arquivo ExpAO_29 Monoestavel como timmer, identifique o circuito da Figura 4. CalcuIe a duração do estado instável e anote na Tabela 1. Inicie a simulação e meça a duração do estado instavel anotando na tabela 1.Para medir use a base de tempo do osciloscopio e os cursores.
Arquivo Multisim Live
Figura 4 - Circuito monoestavel para experiencia
Tabela 1 - Tempo instavel no Monoestavel - Calculado e medido
Duração do estado Instável (Ti) | |
Calculado | Medido por Simulação |
2.2 Abra o arquivo ExpAO_30 Monoestavel como timmer de recuperação rapida, e identifique o circuito da figura 5. CalcuIe a duração do estado instável e anote na Tabela 2. Inicie a simulação e meça a duração do estado instavel anotando na tabela 2.
Figura 5 - Circuito monoestavel de recuperação rapida para experiencia
Foonte: Multisim
Foonte: Multisim
Tabela 2 - Tempo instavel no Monoestavel de recuperação rapida - Valores calculado e medido
Duração do estado Instável | |
Calculado | Medido por Simulação |
2.3. Escreva as suas conclusões.
Arquivo Multisim live
3. Experiencia: Monoestavel disparado por pulsos
3.1. Abra o arquivo ExpAO_31 Monoestavel Disparado por Pulsos e identifique o circuito da Figura 3a. Calcule a duração do estado instavel e anote como Ti(calc.). Inicie a simulação e meça Ti (med.).
Arquivo Multisim live
Figura 6 - Circuito monoestavel disparado por pulsos para experiencia
Ti(calc.)=___________ Ti (med.)=_____________
3.2. Escreva as suas conclusões.