Comparador com Histerese - Circuitos Elétricos II - Anotações de Aula

16052025 Circuitos Elétricos II Começamos com uma analogia Arcondicionado configurado para esquentar Lógica da operação ON OFF Evolução temporal Com ruído A cada cruzamento de 25C haverá uma transição Há dois problemas 1 O chaveamento natural frequente ligado e desligado nas proximidades da transição 2 O chaveamento indesejado causado por ruído Solução Adotamos uma tolerância no limiar do chaveamento Comparador com histerese Estados diferentes dependendo do caminho Em circuitos a Comparador sem histerese Amplificador em malha aberta entrada vi referência vref vi vref vo Vcc sat pos vi vref vo Vcc sat neg Obs o ampop não detecta igualdade variações muito pequenas bastam para causar saturação b Comparador com histerese Adotamos a configuração chamada comparador regenerativo ou Schmitt trigger Usamos realimentação positiva de forma que o ampop estará sempre saturado Nessa caso vp vn Por outro lado ip in 0 e Vcc vo Vcc restrições físicas Como há saturação só há duas saídas possíveis Vcc ou Vcc Rf e Rp estão em série tem a mesma corrente formando um divisor de tensão Logo vp vo Rp Rp Rf 1 Do circuito vn vi 2 i Começamos analisando a saturação positiva vo Vcc vp Vcc Rp Rp Rf 3 A transição para a outra condição saturação negativa ocorre quando vp vn vn vp 4 Substituo 2 e 3 em 4 vi Vcc Rp Rp Rf 5 Esta é a condição de transição da sat positiva para a negativa ii Em seguida analisamos a saturação negativa vo Vcc am11 vp Vcc Rp Rf Rp 6 A transição para a outra condição sat positiva ocorre quando vp vn vn vp 7 Substituo 2 e 6 em 7 vi Vcc Rp Rf Rp 8 Esta é a condição de transição da sat negativa para a positiva Gráfico Vamos ilustrar as condições a 3 e 5 vo Vcc transição em Vi Vcc Rp Rp Rf Notar que VA VB b 6 e 8 vo Vcc transição em vi Vcc Rp Rp Rf vb vo Vcc Vcc VA VB comparador com histerese Notar que quando a saída vo muda de Vcc para Vcc o valor de transição va também muda indo para vb Quando vi atinge vb a saída vo muda de Vcc para Vcc e o valor de transição muda novamente indo de vb para va Sem histerese comparador Com histerese Schmitt Trigger Prof Henrique Amorim Exercício Exercício Considerando Vsat 15V projeto um circuito comparador regenerativo que detecte passagem por zero com tensão de histerese VH 100mV Prof Henrique Amorim Solução VA Vcc Rp Rp Rf 1 VB Vcc Rp Rp Rf 2 Do enunciado temos Vcc 15 V 3 Vcc 15 V 4 VA 50 mV 5 VB 50 mV 6 Notar que o problema tem mais restrições que incógnitas Ele não teria solução se as restrições se contradissessem A solução é obtida substituindo 3 a 5 em 1 ou 4 e 6 em 2 O resultado tem que ser o mesmo Rp Rp Rf VA Vcc TEM QUE SER IGUAL VB Vcc Rp Rp Rf 50 mV 15 V 50 15000 1300 Rp300 Rp Rf 299 Rp Rf O resultado também está no slide