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Amplificador Operacional
Aula 12: Astável
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
Aula 12: Astável
Referencia
UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555 Albuquerque e Seabra
1. Astavel (Oscilador onda quadrada)
Um circuito astavel tem dois estados instaveis, isto é, é um oscilador do tipo relaxação (carga e descarga de capacitor). No circuito da Figura 1 a saída VS oscilará entre +VCC e - VCC em função da comparação entre V+ e V-. Se V+ > V- a saída será igual a + VCC caso contrario será - VCC. Se a saída for +VCC, o capacitor se carregará através de R tendendo para + VCC, desta forma Vc aumentará, quando V+ < V- nesse instante a saída mudará para - VCC e o capacitor começará a se carregar através de R tendendo a tensão agora para - VCC. Quando a tensão no capacitor for mais negativa que a tensão na entrada V+ a saída voltará para +VCC e assim sucessivamente.
( a ) ( b )
Figura 1 - Astave com AO ( a ) circuito ( b ) formas de onda
Fonte: Multisim V.14
Fonte: Multisim V.14
O período das oscilações é calculado por:
onde
Observar que o tempo que a saída permanece em nível alto (TH = T/2) é igual ao tempo que a saída permanece em nível baixo(TL=T/2) , isso porque a carga do capacitor de dá pelo mesmo caminho da descarga , atraves de R.
2 Astável assimétrico
Se a carga do capacitor de der por um caminho e a descarga por outro, poderemos construir um circuito no qual o tempo alto (TH) será diferente do tempo baixo (TL).
( a ) ( b )
Figura 2 - Astave assimetrico ( a ) circuito ( b ) formas de onda na saida e capacitor - Construa e simule seu circuito aqui
O funcionamento do circuito é essencialmente o mesmo do circuito da Figura 1, a diferença é que o capacitor se carrega para +Vcc através do diodo DH e RH e se descarrega para -Vcc através do diodo DL e RL.
A equação que dá o cálculo dos tempo é basicamente a mesma do circuito simétrico, sendo que os tempo são calculados separadamente:
TH = RH.C.ln(1+b )/(1+b) e TL = RL.C.ln(1+b )/(1+b)
sendo o valor de b dado pela mesma expressão já vista no astavel simétrico, isto é
No caso da Figura 2 está claro que TH > TL. E se quiséssemos o contrario como deveria ser o circuito?
3 Experiência: Astável
3.1. Abra o arquivo ExpAO_33 Astavel Simetrico (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 3. Inicie a simulação anotando as formas de onda na saída do AO e no capacitor, medindo os principais valores de tempo (período T e tempos em nível alto, TH, e nível baixo, TL) e tensão (tensão na saida de pico a pico, Vspp, e no capacitor de pico a ´pico, Vcpp). Anote-os na tabela 1. Compare com os valores teóricos.
Arquivo Multisim Live
Arquivo Falstad
Figura 3 - Circuitoastavel simetrico para experiencia 19 - Construa e simule seu circuito aqui
Tabela 1 - Calculo e medida dos tempos do astavel simetrico
Valores Teóricos | Valores Simulados | ||||||||
TH | TL | T | Vspp | Vcpp | TH | TL | T | Vspp | Vcpp |
3.2. Conclusões.
4 Experiência: Astável assimétrico
4.1 Abra o arquivo ExpAO_34 Astavel Assimetrico (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 4. Inicie a simulação e anote as formas de onda na saída do AO e no capacitor, medindo os principais valores de tempo T(periodo) ,TH (tempo em nível alto) e TL (tempo em nível baixo) e tensão no capacitor(Vc de pico a pico) e saida (Vspico). Anote-os na tabela 2. Compare com os valores teóricos.
Arquivo Multisim Live
Arquivo Falstad
Figura 4 - Astavel assimetrico - Construa e simule seu circuito aqui
Tabela 2 - astavel assimétrico - valores calculados e medidos
Valores Teóricos | Valores Simulados | ||||||||
TH | TL | T | Vspp | Vcpp | TH | TL | T | Vspp | Vcpp |
4.2 Inverta os diodos e repita o item 4.1 anote os valores na tabela 3.
Tabela 3 - astavel assimétrico - valores calculados e medidos
Valores Teóricos | Valores Simulados | ||||||||
TH | TL | T | Vspp | Vcpp | TH | TL | T | Vspp | Vcpp |
4.3. Escreva as suas conclusões: