Tricky Circuit

Disparador Schmitt e dois limiares

Uma decisão que se lembra

Um disparador Schmitt comuta em dois limiares. Histerese significa que entre eles a saída conserva o estado anterior. Aqui fica alta em 3 V e baixa em 2 V.

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BANCADA DE EXPERIÊNCIAS

Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.

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Por que funciona

Disparador ideal não inversor, saída fixa 0 V/5 V e limites inclusivos de 2 V e 3 V. Começa baixo; desligar ou reiniciar apaga a memória. Não se modelam ruído, atraso ou resistências físicas de realimentação.

Vin é tensão de entrada e Vout de saída. Vin ≥ 3 V coloca Vout = 5 V; Vin ≤ 2 V coloca Vout = 0 V. Entre 2 V e 3 V mantém-se a saída anterior. O próximo limiar é 2 V com saída alta e 3 V com saída baixa. A separação de 1 V é a faixa de histerese: memória de estado, não atraso temporal.

Dificuldade
  1. Monte · Monte o circuito

    Ligue e aumente a entrada para 3.5 V. Coloque a saída alta, em 5 V.

    Precisa de uma dica?

    Vin = 3.5 V → Vout = 5 V

  2. Explore · Explore o limite

    Primeiro aumente a entrada para 3.5 V e depois baixe para 2.5 V sem reiniciar nem desligar. Mantenha a saída alta memorizada.

    Precisa de uma dica?

    Vin: 3.5 V → 2.5 V; Vout = 5 V

  3. Resolva · Resolva o desafio

    Baixe a entrada para 1.5 V. Atravesse o limiar inferior e coloque a saída em 0 V.

    Precisa de uma dica?

    Vin = 1.5 V → Vout = 0 V

Leituras adicionais e receitas de circuitos

Uma decisão que se lembra

Pense num aquecimento com uma temperatura para ligar e outra para desligar. Separar as decisões impede que cada pequena mudança junto de uma fronteira inverta o interruptor. A mesma ideia funciona com tensão: entre dois limiares, o percurso importa.

Vin ≥ 3 V → Vout = 5 V; Vin ≤ 2 V → Vout = 0 V; 2 V < Vin < 3 V → Vout(t) = Vout(t−1)

O limiar ativo depende da saída atual. Uma saída alta espera o limiar baixo; uma baixa espera o alto. Pequenas mudanças dentro da faixa não desfazem a decisão.

Um padrão útil

Com a mesma entrada 2.5 V, a saída pode ser 0 V ou 5 V. Ambas são válidas: chegar de baixo de 2 V ou de cima de 3 V deixa estados diferentes.

Além do modelo

Realimentação positiva devolve parte da saída para reforçar a decisão. Circuitos Schmitt reais podem criar assim dois limiares; o modelo fixa-os sem calcular uma rede de resistências.

Um erro que vale evitar

A histerese não espera um tempo fixo nem rejeita toda perturbação. Uma mudança que atravessa o limiar oposto ainda muda a saída.

Depois de entrada 3.5 V colocar a saída alta, a entrada cai para 2.5 V. A saída…

  1. cai para 0 V
  2. fica em 5 V
  3. torna-se 2.5 V
Saiba mais

A entrada está dentro da faixa de memória e não chegou ao limiar inferior de 2 V; o estado alto mantém-se.

Monte o circuito

Após reiniciar, ligue e coloque entrada 3.5 V. A saída torna-se 5 V; o próximo limiar de comutação é 2 V.

Vout = 5 V

Explore o limite

Ligue e coloque entrada 1.5 V. A saída torna-se 0 V; o próximo limiar de comutação é 3 V.

Vout = 0 V

Mude uma variável

Compare dois caminhos até 2.5 V: 1.5 V → 2.5 V e 3.5 V → 2.5 V. Reinicie entre caminhos. Registe as duas saídas para revelar a história guardada.

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