Neste artigo focalizamos mais uma seleção de circuitos osciladores digitais que podem servir de base para projetos que envolvam temporizações, bases de tempo, e geração de sinais em uma ampla faixa de frequ6encia. Os circuitos aão todos compatíveis com tecnologia CMOS e na maior parte usam componentes desta família.
Osciladores eu usem funções CMOS ou que sejam compatíveis com tecnologia CMOS encontram uma vasta gama de aplicações. Ter na biblioteca uma coleção de configurações básicas é de extrema importância para o projetista ou o profissional de manutenção eletrônica. A seguir damos uma coleção de circuitos osciladores que podem gerar sinais desde fração de hartz até alguns megahertz com alimentação na faixa de 3 a 15 V.
Oscilador Transistorizado com Saída CMOS
Nosso primeiro circuito, mostrado na figura 1, é de um oscilador de 1 MHz usando um transistor NPN de uso geral, mas que tem saída compatível com tecnologia CMOS. O cristal usado determina a frequência e eventualmente pode ser alterado com uma compensação do funcionamento no choque de 4,7 mH. Os capacitores devem ser todos cerâmicos e a saída pode ser ligada diretamente à entrada de1qualquer função CMOS comum.
Oscilador de Alta Frequência - I
Para gerar sinais de 1 a 7 MHz o circuito mostrado na figura 2 usa um inversor. A bobina é que determina a frequência de operação em conjunto com os capacitores e que também é dependente da tensão de alimentação. Na verdade, a tensão de alimentação pode ser usada para controlar esta frequência. Os capacitores são cerâmicos e o inversor pode ser simulado com portas NAND ou NOR cujas entradas sejam unidas.
Oscilador de Alta Frequência – II
Na figura 3 temos um outrom oscilador de alta frequência usando uma das portas do 4093 a qual é ligada como inversor. A frequência deste circuito depende da bobina e do capacitor. Com um capacitor de 47 pF e uma bobina formada por 80 espiras de fio 28 num bastão de ferrite o circuito oscilará em torno de 1 MHz. O sinal gerado é retangular.
Foto Oscilador
No circuito da figura 4 a frequência depende da quantidade de luz que incide no LDR e também do capacitor C. O capacitor C pode assumir valores entre 100 pF e 1 µF. Para a faixa entre 22 nF e 47 nF o circuito gerará sinais na faixa de áudio. O LDR pode ser qualquer tipo e a alimentação estará entre 3 e 15 V.
Oscilador com Ciclo Ativo
Para determinar o ciclo ativo, ou seja, a relação entre a duração e a frequência dos pulsos produzidos podemosn usar o circuito mostrado na figura 5. A frequência dependerá tanto de R1 como de R2 e do capacitor usado. A faixa de valores de C estará entre 100 pF e 1 000 µF. Os diodos são de uso geral como os 1N4148 ou equivalentes.
Foto-Oscilador com Foto Transistor
O elemento sensível deste oscilador é um foto-transistor. A frequência é determinada tanto pela resistência deste componente e do resistor como também do capacitor. O capacitor pode assumir valores entre 47 pF e 1 µF tipicamente. Para um resistor de 47 kΩ, um capacitor de 47 nF a frequência do sinal gerado estará na gama de áudio. Qualquer foto-transistor de uso geral como o TIL78 pode ser usado neste circuito.
Oscilador a Cristal
O oscilador mostrado na figura 7 pode gerar sinais de 100 kHz a 2 MHz e usa uma das portas do circuito integrado 4001 ou 4011. Esta porta é ligada como inversor e o trimer serve para ajustar o ponto ideal de funcionamento que garanta a partida do oscilador quando ele é ligado. O circuito pode ser alimentado com tensões a partir de 3 V, mas com valores mais baixos a frequência máxima que se pode obter também ficará reduzida.
CCO
CCO é a abreviação de Current Controlled Oscillator ou Oscilador Controlado por Corrente. Neste caso, a frequênc ia de operação do circuito é controlada pela corrente nos transistores e que é ajustada no potenciômetro de 1 M ohm. Para os calores indicados de componentes a frequência do sinal estará na faixa de áudio. O capacitor pode assumir valores entre 100 pF e 1 µF. Os transistores são PNP de uso geral como os BC558. O valor do potenciômetro determina a faixa de frequências de atuação do circuito.
Foto Oscilador com Transistor – II
Na figura 9 temos uma configuração diferente para um foto-oscilador em ponte em que a incidência da luz influi tanto na duração do pulso como na sua separação o que não ocorre com o oscilador I que descrevemos anteriormente. O foto-transistor pode ser de qualquer tipo de uso geral assim como os diodos que podem ser os 1N4148 ou equivalentes. O capacitor pode ter valores entre 100 pF e 1 µF e ele determinará a frequência central de operação do circuito. Podem ser usadas outras portas CMOS que permitam a configuração como inversores.
Oscilador de 200 kHz
O oscilador mostrado na figura 10 usa um cristal padronizado de 3,2768 MHz (encontrado em televisores) e possibilita a geração precisa de um sinal padrão de 200 kHz com as divisões sucessivas e combinadas feitas por um 4060. O trimmer serve de ajuste para maior estabilidade do circuito na partida, ou seja, quando a alimentação é ligada.
Duas Frequências e Duas Fases
O circuito mostrado na figura 11 gera sinais de duas frequências, sendo um deles com duas fases. A base é um dudplo flip-flop do tipo D e um oscilador feito com uma porta NAND. A frequência do sinal é determinada por R e C. C pode ter valores entre 47 pF e 10 µF enquanto que R pode ter valores entre 1 k e 10 M Ω tipicamente.
Padrão de 50/100/200 Hz
Este circuito (figura 12) pode ser usado como base de tempo para instrumentos de medida ou instrumentos musicais gerando um sinal preciso de 50/100 e 200 Hz a partir de um cristal de TV de 3,2768 MHz. O circuito usa o\um 4069 para gerar o sinal básico de 200 kHz como na confioguração mostrada na figura 10 e depois um divisor de frequência por 2 e por 4 com base num flip-flop do tiopo D 4013. O trimer serve para ajustar o ponto de funcionamento.
Padrão de Afinação de Instrumentos Musicais
O circuito mostrado na figura 13 gera um sinal preciso de 440 kHz que corresponde a nota musical usada na afinação da maioria dos instrumentos musicais. Assim, basta ligar a saída deste circuito a um integrador de modo a se obter um sinal mais suave e depois a entrada de um amplificador de áudio. O cristal é de 1 MHz e os capacitores usados devem ser cerâmicos. O circuito não precisa de ajustes.
CONCLUSÃO
Em função simples onde se deseja menor número de componentes de baixo custo e facilidade de obtenção os circuitos integrados da família CMOS ainda consistem n uma alternativa muito atraente. Assim, no projeto de circuitos básicos como osciladores, podemos usar diversas funções CMOS separadas ou conjugadas para obter sinais numa ampla faixa de frequências. As seleções dadas neste artigo e no anterior da série são uma prova disso.
