aula 12- exercício amplificador de múltiplos estágios e...
TRANSCRIPT
01/11/2016
1
AULA 12- Exercício Amplificador de Múltiplos Estágios e Multivibrador 555
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
ELETRÔNICA 2– ET74BC
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
Curitiba, 1º de novembro 2016.
REVISÃO: CONTEXTUALIZAÇÃO
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 2
ChipChipELEVADO GANHO
ELEVADA IMPEDÂNCIA DE ENTRADA
BAIXA IMPEDÂNCIA DE SAÍDA
. . .AMP DIF AMP
NÍVEL DC=0V
Rin = alta Rout= baixa
PUSHPULL
CIRCUITO DE POLARIZAÇÃO
1º ESTÁGIO: elevada impedância de
entrada
2º ESTÁGIO:
mudança de nível (amplificação)
3º ESTÁGIO:
baixa impedância de saída
01/11/2016
2
REVISÃO: ACOPLAMENTO ELETRÔNICO
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 3
As maneiras como isso pode ser feita, quando tratamos de sinais eletrônicos (baixa ou alta frequência) pode variar, existindo para essa finalidade os seguintes acoplamentos:
a) Direto b) Darlington
TIPOS DE ACOPLAMENTO ELETRÔNICOS
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 4
c) RC d) Transformador
e) Ótico
01/11/2016
3
REVISÃO: FC PARA POLARIZAÇÃO DC
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 5
Tipos:a)Fontes de corrente constantes
b) Fontes de corrente dependentes:1. Controladas por tensão (VCCS = voltage controlled current source )2. Controladas por corrente (CCCS = current controlled current source )
Sedra, seção 6.4
Ri= CIRCUITO DE
POLARIZAÇÃO
1º ESTÁGIO: elevada impedância de
entrada
2º ESTÁGIO:
mudança de nível (amplificação)
3º ESTÁGIO:
baixa impedância de saída
REVISÃO: Composição de FC (Boylestad p.389)
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 6
FET TJB TJB
01/11/2016
4
ESPELHO DE CORRENTE (Boylestad p.390)
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 7
IB1 IB2
De Wilson: Impedância de saída mais alta que no circuito anterior.
ESPELHO DE CORRENTE (Boylestad p.390)
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 8
A corrente constante fornecida no coletor de Q2 reflete a corrente de Q1 uma vez que:
A corrente “Ix” é refletida em Q2.
Então:
x
BECCX
R
VVI
II X
01/11/2016
5
CIRCUITOS GUIAS DE CORRENTE
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 9
A corrente de polarização para um circuito integrado é gerada em um local e reproduzida em outros locas a fim de polarizar os vários estágios amplificadores do CI.
Sedra, seção 6.4, p. 476
IrefI4
I3
I2
I1
Considerando todos os TJB’s idênticos e com β elevado, o que implica em correntes desprezíveis na base:
CONFIGURAÇÕES COMPOSTAS: TJB, FET, MOS
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 10
a)Cascata b)Cascode c)Par realimentado d) Darlington e)Espelho de corrente f) Par diferencial
a) CASCATA: é uma série de acoplamentos de estágios em que a saída de um estágio representa a entrada do estágio seguinte. O ganho total é o produto dos ganhos dos estágios precedentes.
b) CASCODE: possui um transistor acima do outro. Esta configuração provê uma elevada impedância de entrada com baixo ganho de tensão.
c) PAR REALIMENTADO: emprega um TJB PNP para excitar um NPN. Atuam como um PNP em que o ganho é o produto dos ganhos individuais.
01/11/2016
6
CIRCUITOS MULTIVIBRADORES
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 11
Monoestáveis possuem um estado estável, no qual podem permanecer indefinidamente e, um estado quase estável, em que permanece por um intervalo de tempo predefinido que passado algum tempo regressa ao estado inicial. Uso como gerador de pulso. Ex: minuteria.
Astáveis não possuem estados estáveis, por isso a saída oscila indefinidamente entre dois estados possíveis, com uma frequência determinada.
Vout
T
Vout
CIR
CU
ITO
INTE
GR
AD
O
55
5
Biestáveis possuem dois estados estáveis e são exemplificados pelos flip-flops.
Termo atribuído para circuitos cuja saída varia entre dois estados.
CI 555
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 12
CI versátil usado em todas as áreas de eletrônica, para produzir atrasos de tempo ou oscilações.O tempo é controlado precisamente por um capacitor e resistor externos.
Usado como 1) Astável
2) Monoestável
3) Schmitt Trigger.
•alimentação 5 a18V
•corrente de saída compatível
com TTL (alimentação 5V)200mA
•temporização mínima 10(s)
•temporização máxima 5(minutos)
•período máximo 1400(s)
•frequência máxima 70(kHz)
Vout
T
Vout
01/11/2016
7
CI 555
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 13
1=terraterminal negativo da tensão de alimentação
2=disparotambém chamado de “trigger” , é a entrada do comparador inferior, é usado para
levar a saída ao nível alto.O disparo é realizado quando a tensão neste terminal cair abaixo de 1/3
Vcc, ou metade da tensão de controle.
3=saída é o terminal de saída do circuito, seu nível de tensão quando ativado é igual a Vcc
4=reseto aterramento deste terminal, interrompe o ciclo do tempo, quando não utilizado, deve
ser ligado a Vcc
5=tensão de referência ou controle este terminal dá acesso direto ao ponto de 2/3 de Vcc,
que é o nível de referência do comparador superior.Aplicando-se uma tensão externa a este
ponto, alteram-se as tensões de limiar e de disparo.Quando não utilizado, deve ser conectado a
um capacitor de nF para massa.
6=tensão de limiaro ciclo termina, ou seja, a saída é desligada, assim que a tensão deste
terminal atinge 2/3 Vcc, ou a tensão do terminal 5
7=descargaconectado à massa por um transistor operando em saturação,quando a saída
estiver em nível baixo, e é isolado da massa, quando o transistor está cortado, em nível alto.Desta
forma controla-se a carga e descarga do capacitor externo de temporização
8=+Vcc terminal positivo da alimentação, 5 a 18V.
DIAGRAMA INTERNO DO 555
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 14
V
S
R
Q
Q
5k
5k
5k
6
2
7
3
NPN
AO1
AO2
FF RS
NOT
8
4
5
1
Vcc
Tensão de controle
Threshold
Descarga
Saída
Trigger
GND Reset
01/11/2016
8
VISÃO GERAL DO FUNCIONAMENTO
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 15
B)Bloco dos Amplificadores:Estão no modo sem realimentação, operando como comparadores.
15
Diagrama interno: AO1
AO2
B1) Não inversorAO1 V6=Vin e V5=V- = Vref = 2/3Vcc
B.2) InversorAO2 V2=Vin e V+ = Vref = 1/3Vcc
A)Resistores: Formam um divisor resistivo.
C) FF RS
S R Q Q
0 0 Qa Qa
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 * *
Qa=estado anterior*=estado proibido
1
1
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
2
2
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
555 COMO ASTÁVEL (OSCILADOR)
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 16
Os tempos alto ( TH ) e baixo ( TL ) são calculados por :
TH = 0,69.( RA + RB ).C
TL = 0,69.RB.C
01/11/2016
9
555 COMO MONOESTÁVEL
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 17
Vcc
Vcc
Vcc
555 COMO MONOESTÁVEL
Ti =1,1.R.C
V2=Disparo ou Trigger
Vcc
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 18
01/11/2016
10
Créditos: http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1464-aplicaes-para-comparadore, em 22/06/15
321
322
).(
RRR
RRVVref
321
31
).(
RRR
RVVref
Esse comparador fornece uma saída quando
a tensão de entrada se situa entre dois
valores de referência, programados por uma
rede divisora.
COMPARADOR DE JANELA (malha aberta)
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 19
COMPARADOR DE JANELA (malha aberta)
Créditos: http://www.sabereletronica.com.br/artigos/1464-aplicaes-para-comparadore, em 22/06/15
Comparador 1:INVERSOR
VrefVinseVsat
VrefVinseVsatVO
2
2
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
VrefVinseVsat
VrefVinseVsatVO
1
1
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
Comparador 2: NÃO INVERSOR
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 20
01/11/2016
11
COMPARADOR DE JANELA (malha aberta)
Comparador 1: INVERSOR (Vref2)
2
2
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
Comparador 2: NÃO INVERSOR (Vref1)
1
1
0 VrefVinse
VrefVinseVsatVO
Vin
Vout
1-Enquanto Vin for menor que Vref1, Vo= 0V.
1
2-Se Vin for maior que Vref1, Vo= +Vsat. Condição que se encaixa como sendo menor que Vref2 , o que também resulta em +Vsat.
23-Se Vin for maior que Vref2, Vo=0V.
3
4-Se Vin for menor que Vref2 e maior que Vref1, Vo=+Vsat que coincide com a condição do AO 2 .
4
5-Se Vin for menor que Vref1, Vo=0V .
5
Vsat
1º Nov 16 Aula 12 - Exercício ME e CI 555 21