O Oscilador de Relação

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A tensão na entrada inversora varia exponencialmente enquanto a entrada não inversora apresenta um limite fixo de valor de saída, em função de R1 e R2. O operacional nesta montagem está operando sempre saturado, sem realimentação.[pic 3]

Figura 2: Forma de onda do oscilador de relaxação.

Gerador de Onda Quadrada

É um gerador de onda retangular, é utilizado para produzir pulsos na saída a partir de um sinal contínuo, utilizado na alimentação. Este tipo de circuito é muito comum em circuitos digitais, onde são usados como clock.

O período é definido como:[pic 4]

Trocando o resistor R por um potenciômetro é possível variar a frequência e, utilizando diodos Zener pode-se definir amplitudes diferentes de saturação.

A dedução da fóruma é apresentada abaixo:

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

Gerador de Onda Triangular

Quando um sinal constante positivo é aplicado em um capacitor ele produz uma rampa linear descendente, se o sinal for constante e negativo a rampa será ascendente. Essa inversão ocorre devido ao circuito integrador inversor que é colocado na saída de um gerador de onda quadrada.

Figura 3: Circuito gerador de onda triangular.[pic 8]

A freqüência de oscilação (sinal triangular) de saída depende da oscilação de entrada (sinal retangular), ou seja, a freqüência é a mesma. A amplitude (pico a pico) do sinal de saída pode ser calculada por:

[pic 9]

A amplitude da onda triangular da saída é dada pela relação:

[pic 10]

Gerador de Onda Dente de Serra

Os sinais dente de serra são usados como base de tempo na geração de sinais, onde as rampas ascendentes demonstram a velocidade com que a tensão elétrica aumenta em função do tempo, obviamente há um limite estabelecido pela saturação do circuito, neste momento deverá haver um retorno brusco a fim de que o ciclo recomece. Os sinais dente de serra têm aplicação decisiva nos circuitos de varredura de osciloscópios e TVs.

[pic 11]

Figura 4: Circuito gerador de onda dente de serra.

No circuito da figura 4 pode-se observar que o Amplificador Operacional 1 atua como um integrador, gerando uma rampa na saída V1(t). O segundo Amplificador operacional atua como um comparador, gerando uma onda quadrada na saída V2(t).

Aplicação

As aplicações de osciladores de relaxação vão de geradores de pulsos de clock, geradores de ondas quadradas, triangulares, dente-de-serra, também utilizados em geradores de funções, circuitos contadores, pisca-pisca de leds entre várias outras aplicações que dependem de sinais.

Um gerador de funções que é um aparelho eletrônico utilizado para gerar sinais elétricos de formas de onda, frequências (de alguns Hz a dezenas de MHz) e amplitude (tensão). Os osciladores são mais utilizados nesses aparelhos para gerar as ondas de sinais. Esses aparelhos são muito utilizados em laboratórios de eletrônica como fonte de sinal para teste de diversos aparelhos, equipamentos eletrônicos, e é muito ligado à utilização do osciloscópio, com o qual se pode verificar as suas formas de onda.

A aplicação demonstrada, irá utilizar um oscilador com um gerador de sinal de clock para circuitos digitais. O circuito multivibrador ástavel como um gerador de onda quadrada pode ser feito através de amplificadores operacionais, capacitores e resistores.[pic 12]

Figura 5: Circuito gerador de sinal de clock.

Na saída do oscilador, deve-se acoplar um circuito filtro passa alta ou então um retificador de meia onda, a fim de descartar a parte negativa gerada pelo oscilador, formando então um sinal de clock pronto para alimentar o circuito digital.

[pic 13]

Figura 6: Circuito contador.

No exemplo acima pode-se verificar essa aplicação para ditar a frequência de um contador e acionar leds de um display para ficar mais visível o funcionamento do circuito.[pic 14]

Figura 7: Circuito multivibrador astável com AmpOp.

A imagem acima mostra o período de oscilação do multivibrador astável que será utilizado na demonstração.Com os valores de R = 10 KΩ , R1= R2 = 1 KΩ, C = 100 µF e utilizando a equação T pode-se concluir que irá ocorrer a mudança de valor, aproximadamente, a cada 2,2 s.

[pic 15]

[pic 16]

Nesse link é possível fazer testes a respeito. http://tinyurl.com/k9zp8ql

Conclusão

Na pesquisa bibliográfica, em grande parte realizada na internet, foi encontrado como dificuldade a confiabilidade dos dados apresentados, diferentes sites apresentavam diferentes fórmulas para um mesmo sistema, no entanto, após uma busca mais refinada (principalmente por documentos de cunho cientifico) pode-se superar este obstáculo. Durante a elaboração da parte prática do seminário encontrou-se o problema de dimensionar grande parte dos circuitos que pretendia-se apresentar, pois, apresentavam componentes não comerciais e alguns fugiam do escopo do tema proposto. Nas questões propostas houve a dificuldade entre equilibrar aprendizado e dificuldade, sem que houvesse prejuízo nas partes.

Questões Propostas

1) Julgue as Afirmativas e assinale a opção correta.

Os osciladores de relaxação são classificados da seguinte maneira:

I. Multivibradores estáveis

II. Geradores de onda triangulares

III. Geradores de onda dente de serra

a) Apenas I está correta.

b) Apenas II está correta.

c) Apenas