Exercício 5

Exercício 5 – a) O período da onda quadrada na saída do multivibrador astável formado
com o temporizador integrado 555, é dado por:
T 0 69 C ( RA
2 RB)
Adotando os valores para C=10nF, RA=RB=10kΩ, temos:
9
3
T 0 69 10 10  10 10
2 10 10
3
0 207 ms
Portanto, a freqüência da onda quadrada é dada por:
f
1
1
T 0  207  10
4  83 kHz
3
b) O duty cicle da onda quadrada na saída do multivibrador astável com o 555, é dado
por:
RA
DC%
RA
RB
2  RB
Para RA=RB=10kΩ, temos:
10  10
10  10
3
DC%
3
10  10
67 %
2  10  10
3
3
c) Trocando o resistor RB por 1kΩ, os valores de f e DC% são:
f
1
0  69  10  10
9
10  10
3
10  10
1  10
3
DC%
3
2  1  10
3
10  10
2  1  10
3
12  08 kHz
91  7 %
3
d) Para obtermos uma onda quadrada com freqüência de 4,83kHz, com RB de 1kΩ e
C=10nF, o valor do resistor RA deve ser:
T
0 207 10
3
1
1
f 4  83  103
0  207 ms
T 0 69 C ( RA
2 RB)
9
0 69 10 10  RA
2 1 10
RA 28 k
3
A figura abaixo mostra as formas de onda do multivibrador astável com 555 para
RA=RB=10kΩ e C=10nF.
5.5V
4.0V
2.0V
0V
0s
V(SAIDA)
0.4ms
V(CONTROLE)
0.8ms
V(LIMIAR)
1.2ms
1.6ms
2.0ms
Time
Figura 1 – Multivibrador astável com temporizador 555.
e) Analisando a equação que calcula o duty cicle da onda quadrada, podemos chegar a
conclusão que o menor valor possível do DC% é 50%, para RB>>RA. Assim, para
obtermos uma onda quadrada com DC%=10%, podemos calcular RA e RB para uma
onda quadrada com DC%=90% e invertermos esse sinal na saída do circuito.
Assim, para uma onda quadrada com f=10kHz e DC%=90%, utilizando um
capacitor de 10nF, os valores de RA e RB são:
T
0  1  10
RA
DC
1
1
0  1 ms
f 10  103
T 0 69 C ( RA 2 RB)
3
9
0  69  10  10  ( RA
2  RB 14  5 k
RA
RA
2  RB)
( 1)
RB
0 9
2  RB
RA 8  RB
( 2)
Substituindo (2) em (1), temos:
8  RB
3
2  RB 14  5  10
RB 1  45 k
3
RA 8  RB 8  1  45  10
RA 11  6 k
A figura abaixo mostra as formas de onda do multivibrador astável com 555 para
f=10kHz e DC%=90% e o circuito com a saída invertida, onde é obtida a onda quadrada
com f=10kHz e DC%=10%.
5.0V
2.5V
SEL>>
-0.1V
V(SAIDA)
5.0V
2.5V
0V
0.6ms
0.7ms
V(SAIDA_INVERTIDA)
0.8ms
0.9ms
1.0ms
Time
Figura 2 - Multivibrador astável com temporizador 555, com a saída invertida para
obtenção de uma onda quadrada com “duty cicle” menor que 50%.
O multivibrador astável pode ser utilizado como um oscilador com freqüência
controlada pelo valor da tensão no terminal de controle (pino 5) do 555. A figura 3
mostra as formas de onda das tensões de saída, limiar e a tensão de controle (Vc).
5.5V
4.0V
2.0V
0V
0s
V(SAIDA)
1.0ms
V(CONTROLE)
2.0ms
3.0ms
4.0ms
V(LIMIAR)
Time
Figura 3 – Oscilador controlado por tensão (VCO) com o temporizador 555.
Na figura podemos observar que a medida que a tensão de controle aumenta, o
capacitor leva mais tempo para carregar e descarregar. Assim, a freqüência da onda
quadrada na saída do circuito diminui. Observe que a tensão de limiar varia entre Vc e
Vc/2. Desta maneira, podemos controlar a freqüência do multivibrador astável variando a
tensão no terminal de controle. Esta variação da tensão pode ser implementada com um
potenciômetro ou outro circuito qualquer.