Oscilador de Relaxação (ALM420)

Existem componentes eletrônicos, como as lâmpadas neon, transistores unijunção (TUJ), transistores programáveis unijunção (PUT), SCRs, Sidacs e outros, que apresentam em sua curva característica uma região de resistência negativa que os dota de propriedades especiais.

Essas propriedades possibilitam o seu aproveitamento na geração de formas de onda num circuito denominado "oscilador de relaxação".

Basicamente, estes osciladores aproveitam as características de disparo do componente, que ocorre quando a tensão aplicada atinge certos valores.

Esses osciladores são então do tipo RC em que um capacitor se carrega através de um resistor e a velocidade com que isso ocorre determina a freqüência de operação do circuito.

Na figura 1 temos uma configuração básica de um oscilador de relaxação na sua forma mais tradicional que é a que faz uso de uma lâmpada neon.

Nesse circuito, o capacitor carrega-se via resistor até ser atingida a tensão de disparo da lâmpada neon, da ordem de 80 V.

Quando isso ocorre, o gás no interior da lâmpada ioniza e ela conduz, descarregando o capacitor.

Quando a tensão no capacitor cai abaixo do valor necessário à manutenção da ionização, a lâmpada desliga e o capacitor pode votar a ser carregado pelo resistor.

O ciclo de carga e descarga continua enquanto houver tensão disponível para carregar o capacitor, gerando-se então um sinal cuja forma de onda é a mostrada na figura 2.

Veja que o tempo de descarga é bem menor que o de carga, o que faz com que sejam gerados pulsos e sinais dente de serra num circuito desse tipo.

A freqüência máxima que um circuito desse tipo alcança é baixa, da ordem de algumas dezenas de quilohertz no máximo, no entanto com dispositivos mais rápidos como SIDACs e outros, podem ser alcançados valores maiores.

Na figura 3 temos um circuito completo de um oscilador com um transistor unijunção que apresenta as mesmas características da lâmpada neon.

Quando a tensão no capacitor atinge o valor de disparo, o transistor unijunção conduz intensamente entre o emissor e a base B1, produzindo-se assim sua descarga com a geração de um pulso.

O transistor unijunção também não consegue gerar sinais em freqüências que vão acima de algumas dezenas de quilohertz.

A freqüência de um circuito desse tipo, pode ser calculada por uma fórmula empírica dada a seguir:

f = 1/(1,1 x R x C)

Onde:

f = freqüência em hertz (Hz)

R = resistência em Ω

C = capacitância em Farads (F)

Numa aplicação como temporizador, o circuito produz um pulso depois de um intervalo de tempo dado por;

T = 1,1 x R x C

Onde:

T é o período de temporização em segundos

Para um resistor de 2 M Ω e um capacitor de 10 µF o tempo obtido para a produção do pulso será de 22 segundos aproximadamente.