Circuitos Práticos - Saber Eletrônica

Circuitos Práticos
Divisores de frequência
com ciclos ativos de 50%
Em edições anteriores levamos
aos leitores seleções de circuitos de
divisores de frequência TTL e CMOS,
com aplicações envolvendo números
pares e ímpares. No entanto,
ficou claro que na maioria dos casos,
as divisões, principalmente por
números ímpares, não resultavam
em sinais com 50% de ciclo ativo. A
forma de obter-se divisão por números
ímpares com 50% de ciclo ativo
é o assunto deste artigo.
Newton C. Braga
48 I SABER ELETRÔNICA 459 I 2012
A
utilização de flip-flops e alguns
elementos adicionais permite a
divisão de frequência de sinais
retangulares por qualquer número
inteiro com facilidade. Entretanto,
as configurações mais conhecidas não
fornecem sinais com 50% de ciclo ativo,
ou seja, o tempo no nível alto não é igual
ao tempo no nível baixo.
Em muitos casos, isso não é um fato
relevante, todavia, existem aplicações
sensíveis a isso e a necessidade de um
circuito com ciclo ativo de 50% pode ser
absoluta. Vejamos como implementar de
forma simples, usando como base flip-
-flops do tipo D (tanto TTL como CMOS),
divisores com sinais quadrados (50% de
ciclo ativo).
Divisor por 3
Na figura 1 mostramos a configuração
típica de um divisor por 3, feito da forma
tradicional com dois flip-flops e uma porta
AND.
As formas de onda obtidas são dadas
junto ao diagrama básico, observando-se
que, realmente, não temos um ciclo ativo
de 50%, mas, menor (33%).
Colocando um flip-flop a mais e duas
portas (NAND e NOR), podemos facilmente
alterar o circuito original e com
isso obter um sinal com 50% de ciclo ativo,
conforme ilustra a figura 2.
Evidentemente, a frequência máxima
de clock deve ser calculada em função
do tempo de trânsito do sinal pelos três
fip-flops.
Divisor por 6
Acrescentando um flip-flop J-K podemos
fazer uma divisão adicional por 2,
veja a figura 3.
No entanto, para manter o ciclo ativo
de 50% é preciso contar com portas adicionais
conforme mostra a mesma figura.
Nela, temos as formas de onda obtidas
nos diversos pontos, observando-se os
pontos em que os sinais não têm os ciclos
ativos de 50%.
Divisor por 9
A divisão por 9 com um ciclo ativo
para o sinal de saída de 50% exige um
circuito mais complexo. Esse circuito é
apresentado na figura 4.
Veja, então, que são necessários flip-
-flops do tipo D e também flip-flops do tipo
F. As formas de onda dos diversos pontos,
inclusive aqueles em que o ciclo ativo não
é 50%, são mostradas na mesma figura.
Divisor por 12
A divisão por 12 pode ser implementada
com o uso de 4 flip-flops tipo J-K e algumas
portas AND adicionais, conforme
exibe a figura 5.
As formas de onda obtidas nos diversos
pontos do circuito são ilustradas
na mesma figura. Observe que existem
diversos pontos em que os ciclos ativos
são bem diferentes dos 50%.
F1. Diagrama básico de um divisor
por 3, e suas formas de onda.