Escola Politécnica - USP

PEE 327 Laboratório de Eletrônica IIIExp 1: Circuitos Astáveis e Monoestáveis

Equipe:-

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Turma:

Profs: --

Data de Realização do Experimento: Nota:

Bancada:

1998

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Experiência 7 – Monoestáveis e Astaveis 2

1. Introdução

- Verificar o método de projeto e o funcionamento de circuitos monoestáveis e astaveiscom transistores discretos.- Verificar o funcionamento do multivibrador 555, como astável e monoestável.

2. Projeto (etapa a ser realizada ANTES da aula experimental)

Observações Importes: Para todos os ítens do projeto:1. realizar os cálculos teóricos;2. escolher os valores comerciais mais próximos;3. recalcular utilizando os valores de componentes

escolhidos.

2.1 Monoestável a Transistor

2.1.1 - Projetar um monoestável como da figura 1,abaixo, utilizando:

Transistor: BC547AT (tempo doEQE)

200 µs

Vcc 10 VVbb -2 VRc1 e Rc2 1 kΩC 27 nFR1 10ΩUtilizar diodo em série com oemissor e disparo porpulsos negativos.Vb1 = 0 quando T1 cortado(OFF).

Obs: Existe na placa da experiência umpotenciômetro de 1KΩ colocado emsérie com o resistor R.

Figura 1: Circuito Monoestável Transistor

2.1.1.1 Recalcular o circuito para os valores adotados.

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2.1.2 - Para o circuito projetado, calcular o valor de T para o potenciômetro igual a zero eigual a 1KΩ.

2.1.3- Calcular as tensões de coletor e base de T1 e T2 e preencher a tabela:

Coletor T1

Coletor T2

BaseT1

BaseT2

EstadoEstável (EE)Estado quaseEstável (EQE)

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2.2.Astável a Transistor

2.2.1 Transformar o monoestável do item 1 em astável de onda quadrada e períodoaproximadamente de 400 µs. Adotar C = 27 nF.

Figura 2: Circuito Astável com Transistor

2.2.2 Recalcular o circuito para os valores adotados.

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2.3 Circuito Monoestável com multivibrador 555

2.3.1 Projetar um monoestável utilizando C.I. 555 com T aproximadamente 200 µs e Vcc =5 V.Adotar C= 27 nF. Considerar R1 = 1kΩ e C1 = 10 nF (verificar se estes valoresobedecem às exigências de projeto).

Figura 2: Circuito Monoestável com CI 555

2.3.2 Recalcular os tempos para valores adotados

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2.4 Circuito Astável com multivibrador 555

2.41 Transformar o monoestável do item 2.3.1 acima em astável de período 600 µs (TH =400 microseg e TL = 200 µs). Adotar C 27 nF.

Figura 2: Circuito Astável com CI 555

2.4.2 Recalcular os tempos para valores adotados

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3. Simulações (etapa a ser realizada ANTES da aula experimental)

3.1 Monoestável a transistor.

3.1.1 Utilizando o programa Pspice e o aplicativo Probe, simule o circuito monoestável atransistor projetado em aula. Coloque na entrada pulsos negativos de amplitude 2 V,largura 10 µs com 1000 repetições por segundo (1kHz), simule o comportamento docircuito e imprima os gráficos referentes às formas de onda de tensão dos coletores edas bases dos transistores.Apresente as formas de onda na escala *auto-range* do Probe e na escala de 0 V (min.)a 2 V (máx.).

3.1.2 Simule o circuito para uma entrada de 50V negativos.

3.2 Circuito Astável

3.2.1 Simule o circuito astável a transistor projetados em aula .Em particular, imprima osgráficos referentes às formas de onda de tensão dos coletores e das bases dostransistores utilizando o mesmo modelo de transistor do item anterior e as escalas *auto-range* e 0 V (min) a 1 V (max).

Obs.:Note que neste caso o comportamento do circuito não é determinado por um sinalde entrada (é um circuito sem entradas!). Isto impõe uma complicação adicional emtermos de simulação: o usuário deve fornecer , por meio de um comando .IC, ascondições iniciais aproximadas para os nós mais importantes do circuito (quaissão?).Qualquer dúvida, consulte o manual do Pspice disponível na Biblioteca noDep. ou o seu professor.

3.2.2 Uma das características importantes dos simuladores de circuitos é que eles podemser empregados para se analisar qual a importância de determinado fenômeno ouvariável no resultado final. Isso pode ser verificado “desligando-se” o efeito de Rb nomodelo do transistor empregado, isto é, torne Rb = 0 e ressimule o circuito astável.Qual o efeito nas formas de onda de tensão das bases dos transistores?Utilize as mesmas escalas do item 2 acima.

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OBS. IMPORTANTE Utilize como modelos dos dispositivos disponíveis na versão 6.3 doPSPICE

Diodo*1N914

.MODEL D1N914_PEE318-X D(IS=100E-15,RS=16, CJO=2pF, TT=12NS,+ BV=100, IBV=100E-15)

Transistor*BC547A_AC_TR

.MODEL QBC547A_PEE318-X NPN(IS=3.5E-14, VAF = 75, BF = 240, IKF = 60mA,+NE=1.82, ISE=80, RE=0.10, BR=1.1, RC=0.50, RB=3.0, NC=2.0,ISC=80,+IKR=10ma, VJC=7. 6E-12, VJC=.75, MJC=.33, CJE=20.5E-12, VJE=0.55,+MJE=0.33, XTF=2, VTF=50, ITF=20E-2, +TF=100E-10)

Para verificar isso mais apropriadamente, altere o valor da fonte de tensão dealimentação e da amplitude do pulso para 50 V (cinqüenta volts).

3.2.2 Uma das características importantes dos simuladores de circuitos é que eles podemser empregados para se analisar qual a importância de determinado fenômeno ouvariável no resultado final. Isso pode ser verificado “desligando-se” o “Desligue” o efeitode Rb no modelo do transistor empregado, isto é, torne Rb = 0 e ressimule o circuitoastável.Qual o efeito nas formas de onda de tensão das bases dos transistores?Utilize as mesmas escalas do item 2 acima.

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4. Parte Experimental

4.1 Monoestável a transistor.

4.1.1 Montar e testar o monoestável transistorizado projetado, no item 2.1.1.

4.1.2 Sem excitação no circuito medir as tensões de coletor e base. Compare-as com osvalores calculados e simulados. Comente:

4.1.3 Utilizando pulsos negativos de 2 V e de largura 10 µs com 1000 repetições porsegundo (1kHz), imprimir (PEE54600B) as formas de onda do coletor e base de T1 e T2,indicando o sincronismo com a forma de onda de entrada.

a. Medir o tempo quase estávelb. Medir o tempo de subida da tensão do coletor de T1

Compará-los com os valores teóricos e simulados.

4.1.4 Variar a amplitude do sinal de entrada, e verificar as variações no comportamentodo circuito. Comente:

4.1.5 Variar a largura do pulso no sinal de entrada, e verificar as variações nocomportamento do circuito. Comente:

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4.1.6 Com o sinal de entrada na situação inicial, retirar o diodo de proteção, verificar emedir a tensão de “breakdown” da junção base emissor de T2.

Tensão de Ruptura (Breakdown) V

4.1.7 Qual o principal comportamento do circuito monoestável a transistor que foiobservado durante o experimento e que não foi considerado pelo simulador Pspice?Compare com resultados obtidos no item 3.1.2.

4.2 Circuito Astável

4.2.1 Montar e testar o astável transistorizado projetado, no item 2.2.1

4.2.2 Imprimir as formas de onda nos coletores e bases dos transistores, assumindo umadelas como base de sincronismo (indicar nas impressões onde está o ponto desincronismo). Compare e comente com o simulado e calculado, explique possíveisdiscrepâncias.

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4.3 Circuito Monoestável com CI 555

4.3.1 Montar e testar o monoestável com C.I. 555 projetado, utilizando pulsos de largura10 µs com 1000 repetições por segundo (1kHz).

4.3.2 Imprimir as formas de onda de THRESHOLD e SAÍDA, esboçandosincronizadamente na impressão a forma de onda de ENTRADA.

a - Medir o tempo quase estável

Compare-os com os valores teóricos.

4.3.3 Variar a amplitude do sinal de entrada, e verificar as variações no comportamentodo circuito. Comente:

4.3.3 Variar a largura do pulso no sinal de entrada, e verificar as variações nocomportamento do circuito. Comente:

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4.4 Circuito Astável com CI 555

4.4.1Montar e testar o astável com C.I. 555 projetado.

4.4.2Imprima as forma de onda da SAÍDA e do TRIGGER. Compare os resultados com osvalores esperados.

5. Conclusões