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SEL-393 APLICAÇÃO DE CIRCUITOS INTEGRADOS LINEARES

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA - EESC-USP

LABORATÓRIO N 7 - Gerador de Onda Quadrada

Objetivos: Aplicação do amplificador operacional como um gerador de onda quadrada e gerador de pulsos.

  1. Geração de Onda Quadrada a partir de uma Onda Simétrica

Uma onda quadrada pode ser obtida a partir de uma onda simétrica qualquer, tal como a senoidal ou a triangular. Aplicando um destes sinais em um amplificador de alto ganho (ou um circuito comparador de tensão) o sinal na saída será limitado na tensão de saturação, gerando, desse modo, a onda quadrada. A figura 1. mostrada abaixo, utiliza um amplificador de alto ganho seguido de um circuito limitador com diodos zener para produzir uma onda quadrada a partir de um sinal senoidal ou triangular.

Figura 1. Amplificador de alto ganho com limitador

Parte prática

  1. Monte o circuito da figura 1 e verifique o sinal de saída com o ponto A aterrado. O sinal ei é uma onda senoidal nas freqüências entre 10 Hz e 10 KHz.

  2. Desconecte o ponto A do “terra” e “injete” uma tensão contínua VA tal que: | VA | < | eimax |. Verifique o que acontece variando-se o potenciômetro PA. (onda quadrada assimétrica).

  3. Explique o funcionamento do circuito ensaiado.

  1. Gerador de Onda Quadrada – Circuito Básico com Amplificador Operacional

No circuito da figura abaixo o amplificador operacional trabalha como um comparador por histerese pela ação da realimentação positiva através de R2 e R3. Os componentes R0 e C tem a função de integrar o sinal da saída do comparador, produzindo a oscilação.

Figura 2.Gerador de Onda Quadrada

A freqüência de oscilação deste circuito é dada por:

, onde:

Parte Prática:

  1. Para um valor de  tal que (1+)/(1-) = e, determine os demais valores dos componentes do circuito de modo que ele oscile entre 100 Hz e 2.000 Hz.

  2. Verifique o sinal de saída (simetria, qualidade, etc..) e o desvio da freqüência medida em relação à pré-determinada.

  3. Verifique a onda no ponto “P” do circuito (forma, fase, amplitude, etc..)

  4. Introduza um potenciômetro no circuito de modo a possibilitar a varredura em freqüência de uma década.

  5. Modifique o circuito para que na saída se obtenha uma onda assimétrica quanto à largura de pulso (largura do pulso positivo diferente da largura do pulso negativo).

  1. Questionário

    1. Faça o esquema de um gerador de onda quadrada com o mesmo princípio de funcionamento do circuito da figura 2, porém, utilizando um amplificador operacional em cada etapa. Que diferenças provocaria?

    2. Faça o esquema de um gerador de onda triangular a partir de uma onda quadrada.

    3. No oscilador da figura 2, obtenha a expressão que fornece a freqüência de oscilação em função de R0, C, R2 e R3.

    4. Para que serve o resistor R4 e como ele é dimensionado?

    5. Para a freqüência de oscilação de 500 Hz, por exemplo, poderíamos tomar os pares [R0 = 104  e C = 0,1 F] ou [R0 = 103  e C = 1,0 F] . Que diferenças acarretariam no circuito?

    6. Que influências introduzem os resistores especificados como R1 no circuito da figura 2? São necessários?

    7. Qual seria a melhor forma de onda na entrada ei do circuito da figura 1 para se realizar o item 7.1.2? Qual a desvantagem da onda senoidal?

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