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Aula 06 - Circuitos Lógicos Sequenciais I (Parte II) - Coggle Diagram
Aula 06 - Circuitos Lógicos Sequenciais I (Parte II)
Multivibradores Monoestáveis
CI '121
1x OS com entrada
Schmitt-Trigger
, disparável quando:
[
B = 1
] e { [
Ax = ↓ e Ay = 1
] ou [
A1 = A2 = ↓
] };
ou
[B = ↑]
e { [
Ax = 0
] ou [
A1 = A2 = 0
] }.
Em todo caso, seu disparo começa a contar o tempo em que o OS permanece no estado quase-estável;
este tempo é determinado através do arranjo de
Resistores e Capacitores
externos
. Utilizar
somente
as entradas
A1 e A2
permite uma
resposta mais rápida
do CI;
somar
a estas a entrada
B
permite uma
resposta imune a ruído
.
t_on = ln2 x Rext x Cext
(com Rext e Cext limitados);
No estado quase-estável, admite pulso entre 28ns e 40ns com o uso do Rext ou entre 30ns e 35ns utilizando-se o Rint.
Disponível em:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74121.pdf
CI '221
2x OS com entrada
Schmitt-Trigger
, disparável quando:
B = ↑ e A = 0;
ou
A = ↓ e B = 1.
Disponível em:
https://www.ti.com/lit/gpn/sn74221
Tem as mesmas características de tempo e de valores de Rext e Cext do '121; não possui resistor interno. Os OS são
independentes entre si
e
possuem entrada ~CLR
.
CI '122
1x OS redisparável com ~CLR, disparável quando:
{ [
Bx = ↑
] e [
By = 1
] } e { [
A1 = 0
] ou [
A2 = 0
] };
ou
[
A1 e/ou A2 = ↓
] e [
B1 = B2 = 1
].
Pode ser redisparado por uma nova transição das entradas de ativação.
A
largura de pulso
é determinada por
duas faixas de Cext
:
Cext <= 1000pF: (por um gráfico
log x log
para valores de R_T e Cext);
Cext > 1000pF: t_w = K x Cext x (1+0,7/R_T) , onde K = 0,32 ;
OBS.:
5kΩ <= R_T <= 260kΩ, mas não há restrição para Cext; o pulso mínimo de disparo é de 40ns.
A versão LS possui outra equação e gráficos
; logo, deve-se
atentar para a família empregada
do CI.
Disponível em:
https://www.ti.com/lit/gpn/sn74ls122
CI '123
Disponível em:
https://www.ti.com/lit/gpn/sn74ls122
2x OS redisparáveis com ~CLR, disparáveis quando:
[
B = ↑
] e [
A = 0
];
ou
[
A = ↑
] e [
B = 1
].
Os OS são independentes entre si e podem ser redisparados cada um por uma nova transição das entradas de ativação.
Possui a mesma equação para t_w do '122 mas com k = 0,28; não possui Rint.
Aplicações de Monoestáveis
Presentes no documento AN-366 da
https://www.onsemi.com/
Conversor de frequência para tensão
: mede-se a frequência do sinal de entrada através de sua conversão para tensão; cada transição gera um pulso de disparo de tempo determinado que pode ser integrado por um circuito RC.
Detector de envelope:
usa-se um OS redisparável para transformar uma onda senoidal em quadrada ou para transformar um trem de pulsos em um único pulso.
Gerador de pulsos:
pode-se utilizar dois OS para gerar uma onda quadrada (multivibrador astável).
Detector de pulso faltante
Filtro passa banda
Se houver vários sensores de natureza resistiva, é possível utilizar
sensores ao invés de resistores
em aplicações onde o tempo depende da grandeza medida pelo resistor.
CI '555
Pode ser configurado como um:
Monoestável
(1x Resistor e 1x Capacitor);
t_w = ln3 x RC
TRIGGER < 1/3 Vcc → DESCARGA
abre
;
2/3 Vcc em THRESHOLD → DESCARGA
fecha
Astável
(2x Resistores e 1x Capacitor);
ou
TRIG e THR < 1/3 Vcc e FF SR em SET → DESCARGA
abre
;
TRIG e THR em 2/3 Vcc e FF SR em RESET → DESCARGA
fecha
T_H = ln2 x (R1+R2) x C
T_L = ln2 x R2 x C
C_T = T_H / (T_H + T_L) ; onde T = T_H + T_L
Biestável
(FF SR com histerese).
CI de
temporização
que possui aprox. 24 transistores bipolares, 2 diodos e 15 resistores. Tem grande capacidade de corrente de saída (até 200mA) e admite tensões de alimentação entre 5 e 15V.
Disponível em:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ne555.pdf
Permite temporizações de 10us até horas ou frequências de 1mHz até 100kHz.
Caso prático em SEP: estado de seccionadora
Um monoestável atua no controle das
Seccionadoras
: equipamentos dos Sistemas Elétricos de Potência que conectam e desconectam seções de circuitos de alta tensão.
A fim de indicar o
estado atual da Seccionadora
, deve-se usar mais de um bit para indicar, além dos estados
Aberto/Fechado
, os estados
Indefinido
(em movimento) e
Inválido
(defeito).
Durante o percurso, um sensor que indica A/F é desativado, mantendo as duas entradas em 0 e indicando um estado
indefinido
. Quando o percurso é terminado, o outro sensor (A ou F) é ligado e um dos dois estados (
Aberta
ou
Fechada
) é assumido.
Caso ocorra um problema no percurso, as duas entradas permanecerão em nível baixo por um
tempo muito maior que o necessário
e o estado indefinido deve ser alterado para
Inválido*. Se os dois sensores forem ativados (A = F = 1), deve-se assumir defeito e um estado
inválido** para o equipamento elétrico.
Estados e Circuitos Digitais
Quando é preciso armazenar estados (memória), pode-se utilizar elementos como os
Flip-flops
.
Os circuitos sequenciais síncronos podem ser entendidos como
Máquinas de Estados Finitos
.
Diagrama de Estados
: Grafos onde cada nó representa um estado e cada arco representa uma transição de estados. Possuem notações distintas para cada modelo:
Moore
ou
Mealy
, que descrevem circuitos sequenciais síncronos:
Máquina de Moore:
A saída depende
apenas
das
variáveis de estado atuais
;
Máquina de Mealy
: A saída depende tanto das
variáveis de estado atuais
como das
entradas do circuito
: estas podem alterar as saídas
independentemente do estado atual
.