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Amplificador Operacional
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) que determina um saida (+Vcc ou -Vcc). O circuito 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.

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.


A duração  da temporização ( Ti ) 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


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

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.

Figura 4 - Circuito monoestavel para experiencia

Tabela 1 - Tempo instavel no   Monoestavel - Calculado e medido
Duração             do estado Instável
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
Tabela 2 - Tempo instavel no   Monoestavel de recuperação rapida - Calculado e medido

Duração             do estado Instável
Calculado
Medido             por Simulação


2.3. Escreva as suas conclusões.

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.).

Figura 6 - Circuito monoestavel disparado por pulsos para experiencia

Ti(calc.)=___________                     Ti (med.)=_____________

3.2. Escreva as suas conclusões.

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