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Laboratório de Física II

Montagem dos Circuitos Monoestável e Multivibrador

6

MONTAGEM DOS CIRCUITOS MONOESTÁVEL E MULTIVIBRADOR

6.1

Introdução

Em sistemas electrónicos, é frequentemente necessário gerar impulsos, ou formas de onda com características temporais bem determinadas. O circuito integrado 555 é muito popular neste contexto; tendo sido fabricado inicialmente pelaSignetics, é atualmente produzido por várias companhias de componentes electrónicos. Este componente permite grande flexibilidade nas aplicações, sendo normalmente apresentado num encapsulamento com 8 pinos.

Figura 6-1. Circuito integrado 555.

O circuito integrado é alimentado com tensões DC no intervalo [3, 15] V. As suas propriedades fundamentais são as seguintes (em anexo encontra o diagramainterno do 555, assim como uma descrição do seu funcionamento): 1. Quando a tensão entre o “trigger” (pino 2) e o comum (gnd, pino 1) desce abaixo de Vcc /3, o circuito é ativado: a saída (pino 3) fica aproximadamente à tensão Vcc e o pino 7 (“discharge”) é desligado do comum; 2. Quando a tensão entre o “threshold” (pino 6) e o comum excede 2Vcc /3, a saída situa-se em 0 V e o pino “discharge” éligado ao comum. Este circuito integrado pode funcionar em operação monoestável ou como multivibrador. Consideremos cada um destes casos separadamente.

6.2

Operação como Monoestável

Um circuito monoestável tem, como o seu nome indica, um único estado estável, podendo, no entanto, estar temporariamente num outro estado. Na figura 6-2 ilustra-se as ligações a efetuar para o 555 funcionar como ummonoestável, isto é, como gerador de um impulso único. 45
FCUP, 2013

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Figura 6-2. Ligação do 555 como monoestável.

R e C são componentes externos, que determinam a duração “T” do impulso quando o interruptor do terminal “trigger” (pino 2) é ligado momentaneamente à terra (0 V): T ≈ 1, 1RC Esta operação sobreo interruptor S leva a saída ao estado “high” (estado 1), permitindo a carga do condensador, a partir da fonte Vcc e através da resistência R, atendendo a que o pino “discharge” (pino 7) está agora em circuito aberto. Quando a tensão nos terminais do condensador atinge o valor 2Vcc /3, a saída passa ao estado “low” (estado 2) e o condensador descarrega (“discharge” está ligado ao comum),regressando o circuito ao seu estado estável até que o próximo impulso do “trigger” aconteça (através do interruptor S). O impulso de saída, observável num osciloscópio, pode ter múltiplas aplicações; por exemplo, servir de temporizador para outros circuitos.

6.3

Operação como Multivibrador

Um circuito multivibrador tem a propriedade de a sua saída oscilar periodicamente entre vários estados,sendo particularmente importante a situação em que se tem dois estados. Na figura 6-3 ilustram-se as ligações a efetuar para o 555 funcionar como um multivibrador para a geração de uma onda quadrada. Novamente, R1 , R2 e C são componentes externos que determinam a frequência “f ” da onda quadrada de saída 1, 4 f= C(R1 + 2R2 ) O sinal de saída resulta do mecanismo seguinte: o condensador C carregaatravés de R1 e R2 , até que a diferença de potencial nos seus terminais seja 2Vcc /3; neste ponto, a saída comuta 46
FCUP, 2013

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Montagem dos Circuitos Monoestável e Multivibrador

Figura 6-3.Ligação do 555 como multivibrador.

para o estado “low”; então, C inicia a sua descarga (através do pino “discharge”, o qual está ligado ao comum) e, quando a tensão nos seusterminais atinge Vcc /3, a saída comuta para o estado “high” e o condensador reinicia a sua carga (atendendo a que o pino “discharge” se encontra agora em circuito aberto). Esta sequência repete-se continuamente, gerando a onda de saída. Esta onda pode, naturalmente, ser observada num osciloscópio.

6.4

Operação do circuito integrado 555

Figura 6-4. Diagrama interno do circuito integrado...
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