Questão 1: Circuitos geradores de clock
Sobre geração de sinais de clock, responda:
Disserte o que sabe sobre o oscilador Schmitt-trigger.
Disserte o que sabe sobre o oscilador Schmitt-trigger.
Passo 1
O enunciado pede para falarmos sobre o oscilador Schmitt-trigger, que é um circuito gerador de sinais de clock (astável). O conteúdo envolve entender como a realimentação positiva com histerese cria oscilações e como determinar sua frequência de operação.
Passo 2
O princípio básico de um oscilador Schmitt-trigger é usar um inversor digital (ou comparador) com realimentação positiva para gerar histerese: ele tem dois níveis de disparo,
(threshold de subida) e
(threshold de descida). Quando a tensão de entrada atinge
, a saída comuta de baixo para alto; ao cair até
, a saída comuta de alto para baixo.
No modo astável, conecta-se um resistor e um capacitor
em configuração RC entre a saída e a entrada do Schmitt-trigger. O capacitor carrega e descarrega ciclicamente através do resistor, forçando a entrada a cruzar alternadamente os limiares
e
, gerando uma forma de onda retangular na saída.
No modo astável, conecta-se um resistor
Passo 3
Para estimar a frequência de oscilação, considera-se que o capacitor carrega de
até
e descarrega de
até
. O tempo de carga
e descarga
são dados por
A frequência aproximada é
Passo 4
As principais vantagens desse oscilador são:
- Simplicidade de implementação com poucos componentes (um inversor Schmitt,
e ). - Estabilidade razoável determinada por
e . - Amplitude da saída limitada por
e circuito digital compatível.
Resposta
O oscilador Schmitt-trigger é um astável que usa um inversor (ou comparador) com histerese e um conjunto
para gerar uma onda quadrada de clock. A histerese define dois limiares de disparo
e
, garantindo comutação limpa, enquanto o capacitor carrega e descarrega pelo resistor, cruzando esses níveis e produzindo oscilações com frequência
Esse circuito é muito usado em microcontroladores, timers e em qualquer aplicação que precise de um clock simples e barato.