Monoestáveis são configurações de grande utilidade em aplicações eletrônicas. Apesar de podermos contar para esta finalidade com o circuito integrado 555, ele possui algumas limitações como, por exemplo, a duração mínima da temporização, o que limita o seu uso a 500 kHz. Visando superar as limitações do 555 existem outros monoestáveis que todos os projetistas eletrônicos devem conhecer. Dentre eles destacamos os circuitos integrados TTL 74121, 74122 e 74123 que descrevemos neste artigo.
Um multivibrador monoestável nada mais é do que um circuito que, uma vez disparado, mantém sua saída num determinado nível lógico, determinado por uma rede externa.
Na figura 1 vemos a configuração típica de um multivibrador, que poderá ter algumas características importantes como:
- Poder ser redisparado
- Ter saídas complementares
- Pode ser disparado por transições positivas ou negativas do sinal de entrada.
A família de circuitos integrados TTL oferece três componentes que são projetados especificamente para operação como monoestáveis com características diferentes.
PROPRIEDADES
Os circuitos monoestáveis comuns precisam de um determinado intervalo de tempo para se recuperarem depois do disparo. Se um novo pulso de disparo for aplicado antes deste tempo de recuperação ser completado, poderão ocorrer problemas de funcionamento como, por exemplo, imprecisão de tempo ou oscilação.
Esta característica impede que o circuito seja usado em aplicações em que pulsos de disparo possam ser injetados durante uma temporização.
Para tornar possível o redisparo de um monoestável a qualquer instante devem ser usados circuitos especiais denominados monoestáveis de recuperação negativa.
Dentre as aplicações para estes circuitos estão os detectores de ausência de pulso, sistemas controlados pela voz, etc. O 555 pode operar nesta modalidade com o uso de um transistor externo como ilustra a figura 2.
Entretanto, para temporizações curtas e envolvendo inclusive o redisparo, podemos contar com os circuitos integrados da família TTL que indicamos neste artigo.
74121
O 74121 é um monoestável simples, não redisparável, que tem a pinagem e circuito interno mostrados na figura 3.
O circuito pode ser disparado por uma transição negativa aplicada ao pino 3 quando então a saída Q vai ao nível alto e a saída complementar vai ao nível baixo.
Estas saídas ficarão neste estado por um intervalo de tempo determinado pelos componentes R e C ligados aos pinos 10 e 11.
O resistor pode ter valores entre 2 k ohms e 40 k ohms, enquanto que o capacitor pode assumir valores a partir de 10 pF.
Na figura 4 temos as curvas de tempo para o cálculo desses componentes.
Na verdade, existem diversas formas de se fazer o disparo desse multivibrador, as quais dependem do modo como as entradas A1, A2 e B são usadas.
a) Se A1 e A2 forem aterradas, poderemos disparar o circuito levando a entrada B do nível baixo para o nível alto. Trata-se de uma configuração que possui histerese e que, portanto, tem a ação de disparador de Schmitt.
b) Se A, for colocada no nível alto e B também, o disparo será obtido quando passarmos A2 do nível alto para o nível baixo.
c) A terceira modalidade de disparo é obtida quando A2 está no nível alto e B também, caso em que levando A1 do nível alto para o nível baixo teremos o disparo.
Qualquer outra combinação de ligações destas três entradas irá inibir a ação do monoestável.
74122
Este é um monoestável simples, redisparável, que também pode ser considerado um gerador de pulsos.
A pinagem e circuito equivalente interno são indicados na figura 5.
Quando este monoestável é disparado a saída O vai ao nível alto e, ao mesmo tempo, a saída complementar vai ao nível baixo por um intervalo de tempo determinado pela rede RC ligada aos pinos 11 e 13.
O valor de R deve estar na faixa de 5 k a 25 k, enquanto que o capacitor poderá ter valores a partir de 10 pF.
Na figura 6 temos um gráfico onde as relações entre R e C e os tempos obtidos para o sinal de saída podem ser determinadas.
Este monoestável pode operar de diversos modos como no caso do 74121.
a) Colocando A1, A2 e B2 no nível alto, uma transição do nível baixo para o nível alto na entrada B1 dispara o circuito.
b) Colocando A1, B1e B2 no nível alto, uma transição do nível alto para o nível baixo na entrada A2 dispara o circuito.
A entrada Clear deve ser mantida no nível alto. Se for aterrada, ela inibirá o disparo e retornará o circuito ao estado em que a saída O estava no nível alto e a saída complementar no nível baixo. Este circuito pode ser redisparado a qualquer instante.
74123
O circuito integrado TTL 74123 consiste num duplo monoestável redisparável com saídas complementares. A pinagem e circuito equivalente interno são mostrados na figura 7.
Os dois monoestáveis existentes neste circuito integrado podem ser usados de forma independente.
Da mesma forma que nos circuitos integrados anteriores, quando disparado, a saída Q vai ao nível alto e a saída complementar vai ao nível baixo, permanecendo neste estado por um intervalo de tempo determinado pelo resistor e capacitor de temporização. O resistor poderá assumir valores entre 5 k e 25 k ohms, enquanto que o capacitor poderá ter qualquer valor a partir de 10 pF. Os monoestáveis deste circuito integrado podem ser disparados de duas formas:
a) Com a entrada A no nível baixo, o circuito é disparado na transição do nível baixo para o nível alto da entrada B.
b) Se a entrada B for mantida no nível alto, o circuito é disparado na transição do nível alto para o baixo da entrada A.
A entrada Clear deverá ser mantida no nível alto. Se for aterrada, o disparo será inibido e o circuito voltará à condição inicial em que a saída O estava no nível baixo e a complementar no nível alto.
O redisparo pode ser feito a qualquer momento.
CONCLUSÃO
Os circuitos integrados 74121 , 122 e 123 descritos neste artigo oferecem uma boa opção para o projetista que precisa gerar pulsos de curtíssima duração, os quais não são alcançados pelo 555. Para aplicações em que intervalos de tempo maiores devem ser obtidos e não se necessita de saídas complementares, o circuito integrado 555 ainda é a melhor opção. Tanto o 74121 como o 74122 consomem 23 mA de corrente da fonte, enquanto que o 74123 precisa de 46 mA.
