Gerador Retangular com Marca Espaço Ajustável (INS301)

Em certas aplicações digitais são necessários sinais de prova com relação marca/espaço determinada. Para conseguir isso, sugerimos um simples circuito, de grande utilidade, que pode operar em freqüências de até 100 kHz. Tendo por base um integrado 555, este circuito fornece sinais retangulares compatíveis com circuitos TTL e CMOS.

O ciclo ativo de um sinal retangular pode determinar o modo de funcionamento de alguns equipamentos digitais.

Na prova destes equipamentos pode ser necessário gerar sinais com ciclos ativos conhecidos, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – O ciclo ativo

Um gerador retangular de sinais na faixa de alguns hertz até perto de 100 kHz pode ser facilmente elaborado com base num 555 e tornar-se um equipamento de prova de grande utilidade na oficina de trabalhos digitais.

O circuito proposto funciona com alimentação de 6 V, proveniente de pilhas, e utiliza um único circuito integrado 555.

Ele possui dois controles com potenciômetros - o de freqüência e o de ciclo ativo - e, além disso, uma chave seletora de freqüências (faixas) e um potenciômetro para ajuste de intensidade do sinal de saída.

O CIRCUITO

Para se obter um astável com o 555 de modo a termos um ciclo ativo ajustável usamos uma configuração divisora de carga e descarga do capacitor de tempo com dois diodos, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Controlando o ciclo ativo no 555

Nesta configuração, o capacitor se carrega através de R1, Ra e D1 e se descarrega através de R1, Rb e D2.

Desta forma, se Ra e Rb fizerem parte de um único potenciômetro, como sugere a figura, podemos facilmente ajustar a relação de carga e descarga do capacitor na faixa desejada.

Como a carga do capacitor determina o tempo em que a saída do 555 permanece no nível alto e a descarga determina o tempo no nível baixo, temos um controle simples do ciclo ativo.

A chave S1 seleciona entre três capacitores aquele que permite gerar a freqüência desejada, que pode ser controlada de maneira fina, através do potenciômetro P1.

Veja que, para a freqüência final, devemos considerar os valores de R1, P1 e do divisor formado por P2, além do capacitor.

Observe também a maneira diferente de se fazer a realimentação do sinal para as oscilações, polarizando a entrada a partir da saída.

O sinal obtido na saída é aplicado a um potenciômetro (P3), que permite ajustar sua intensidade. O resistor R2 atua como um Iimitador de corrente, protegendo, assim, o integrado.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do gerador.

Figura 3 – Diagrama completo do gerador

Como são usados poucos componentes e a montagem não é crítica, sugerimos a utilização de uma placa, conforme mostra a figura 4, para disposição dos componentes.

Figura 4 – Placa para a montagem

Para o integrado é aconselhável a utilização de um soquete DIL.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 6 V.

Os demais capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster.

Os potenciômetros são todos lineares e os diodos são de silício de uso geral, como os 1N4148 ou 1N914.

A alimentação é feita com 4 pilhas pequenas e o interruptor S2 pode ser conjugado ao potenciômetro de controle de intensidade (P3).

Um LED para monitoria de funcionamento pode ser acrescentado em paralelo com a alimentação e com um resistor em série, de 1 k, para limitar a corrente.

O conjunto pode ser instalado numa pequena caixa, conforme sugere a figura 5.

Figura 5 – Caixa para montagem

PROVA E USO

Para provar, basta ligar um fone de ouvido ou a entrada de um amplificador na saída.

Uma verificação mais completa implica na ligação, na saída, de um osciloscópio, conforme mostra a figura 6.

Figura 6 – Calibrando com o osciloscópio

Ligando a unidade devemos ter a reprodução de som, caso o sinal selecionado por S1 esteja na faixa de áudio, e, no osciloscópio, atuando sobre P1 e P2 podemos verificar as variações de freqüência e da relação marca/espaço.

A intensidade do sinal de saída também pode ser calibrada, tendo em vista na escala graduada da tela do osciloscópio.

Um ponto importante do ajuste é a marca de 5 V no controle de saída, que será útil para o trabalho com integrados TTL.

Esta intensidade variará entre 0 e 5 V aproximadamente, mas, dependendo do uso, o circuito poderá ser alimentado com 9 ou mesmo 12 V, caso em que poderemos obter maior amplitude para os sinais gerados.

Com a ajuda de um frequencímetro na saída podemos fazer um ajuste do controle de freqüência, dotando-o de uma escala.

Uma vez comprovado o funcionamento, você poderá usá-lo tendo em vista as características alcançadas por cada controle, que devem ser marcadas junto aos mesmos.