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Circuito gerador de dente de serra

Este post mostra como projetar um circuito gerador de dente de serra, ou rampa, que usa uma fonte de corrente e o circuito integrado 555.

O circuito integrado 555Clique aqui

Funcionamento do gerador de dente de serra

Existem vários circuitos diferentes que geram uma onda em forma de dente de serra. Uma fonte de tensão contínua (Vcc) de 6V alimenta o oscilador.

A fonte de corrente

Primeiro, deve-se projetar uma fonte de corrente que carrega o capacitor C1. Esta fonte utiliza um transistor BJT PNP BC558, um potenciômetro e dois resistores.

Circuito da fonte de corrente.

A corrente vai de 1mA a 12mA, cuja intensidade é controlada pelo potenciômetro RV1 de 1kΩ. Se RV1 for ajustado para 0, a tensão no emissor (V_{E}) será de 6V, logo:

V_{BE}=V_{B}-V_{E}

-0,7=V_{B}-6

V_{B}=5,3V

Usando a equação de divisor de tensão, para calcular os valores de R1 e R2.

V_{B}=\frac{R2}{R1+R2}\cdot V_{CC}

O valor de R2 foi escolhido arbitrariamente como 2,2kΩ. 

5,3=\frac{2200}{R1+2200}\cdot 6

R1=292,4\Omega

O valor comercial de R1 pode ser 330Ω ou 470Ω. O valor de C1 determina a frequência do sinal dente de serra, quanto maior a capacitância, menor é a frequência.

Sensor de tensão com 555

O capacitor C1 está ligado ao pino 2 do 555. A fonte de corrente carrega o capacitor até este atingir dois terços da tensão de alimentação (Vcc). Quando está com dois terços de Vcc, o circuito integrado descarrega o capacitor até este atingir um terço de Vcc e o ciclo é reiniciado.

555 em gerador de dente de serra
Os pinos do chip 555. O pino 2 está ligado ao comparador com a tensão 1/3Vcc e o pino 6 é conectado ao comparador com a diferença de potencial 2/3Vcc. Fonte: Robson Eletronico.

Neste gerador de rampa, os pinos 2, 6 e 7 estão ligados. Os pinos 2 e 6 são as entradas dos comparadores (Comp.), para detectar se a tensão no capacitor chegou aos limites. Quando a tensão chega a 2/3Vcc, o comparador do pino 6 envia um sinal ao flip-flop (F/F), a saída deste faz o transistor (Discharging Tr.) entrar em saturação e descarregar a tensão no capacitor para o terra. Quando a diferença de potencial chegar a um terço de Vcc, o comparador ligado ao pino 2 envia um sinal para o F/F colocar o transistor em corte, para carregar o capacitor e continuar o ciclo.

circuito gerador de dente de serra
O circuito completo do gerador de rampa.
gerador de dente de serra
O oscilador em uma placa de circuito impresso.

Abaixo, os sinais de saída do gerador de rampa. Ajustando o potenciômetro muda a frequência e o ciclo de trabalho (duty cycle), o tempo em que a outra metade do sinal leva para chegar até ao nível mínimo de tensão.

A fonte de corrente faz com que o capacitor carregue em linha reta, em vez de uma curva. O gerador de dente de serra é útil em geração de sinais PWM, síntese de áudio e sincronização de tubos de raios catódicos em osciloscópios.

Vídeo do circuito gerador de dente de serra

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