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Amplificador Operacional  
Aula11: Aplicações Não lineares - Astável

 1.  ASTÁVEL

    No circuito da Fig01  a saída  V_S oscilará entre +V_CC e - V_CC em função  da comparação entre  V₊  e  V_-.  Se V₊ > V_-  a saída será igual a + V_CC caso contrario  será - V_CC. Se a saída for +V_CC, o capacitor se carregará através de R tendendo  para + V_CC, desta forma Vc aumentará, quando nesse instante a saída mudará para - V_CC e o capacitor começará a se carregar através de R  tendendo  a tensão agora  para - V_CC. Quando  a tensão no capacitor for mais negativa que a tensão na entrada V₊   a saída voltará para +V_CC e assim sucessivamente.

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   (via R).

 Exercicio1:  Calcule  a freqüência de oscilação do circuito da Fig01 e desenhe as sua formas de onda.

R=33k     C =0,1uF    como R1 = R2 =10k então  b =0,5

 T=2. 33K.0,1uF.ln(1+0,5)/(1-0,5) =  7,25ms   f =1/7,25ms = 138Hz como o circuito é simétrico 
  T/2 =3,625ms. A Fig02 mostra as formas de onda  na saída e no capacitor simulado no EWB.

2. Experiência 19 - Astável

2.1. Abra o arquivo  Exp19.CIR  ou ExpAO20  (Multisim 10.1) e identifique o circuito da Fig02. Ative-o. Anote 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 I. Compare com os valores teóricos. Clique no item abaixo de Valores Simulados para ver a resposta

( a )

( b )

Figura 02: astavel simetrico ( a ) MUltisim ( b ) MicroCap

Tabela I: Calculo e medida dos tempos do astavel

2.2. Conclusões:

3. 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).

O funcionamento do circuito é essencialmente o mesmo  do circuito da Fig01, a diferença é que o capacitor se carrega para +Vcc através de DH e RH e se descarrega para -Vcc através de 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 Fig03 está claro que TH > TL. E se quiséssemos o contrario ?

4. Experiência 20 - Astável Assimétrico

4.1. Abra o arquivo    Exp20.CIR   ou ExpAO21  (Multisim 10.1) e  identifique o circuito da figura a seguir. 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 II. Compare com os valores teóricos.
 

( a )

( b )

Figura 04: Astável assimétrico

Tabela II: astavel assimétrico - valores calculados e medidos

 4.2. Inverta os diodos  e repita o item 4.1. 

Tabela III: astavel assimétrico - valores calculados e medidos

4.3. Conclusões:                                                                             

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