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05/09/131
GPA667
CONCEPTION ET SIMULATION
DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES
05/09/132
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES
Comparateur 311
Comparateur 339
Circuit astable à 2 transistors : oscillateur
Horloge 555 : astable, monostable
05/09/133
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES Circuits d’interface
– Line drivers, line receivers– Convertisseur RS 232C à TTL– Convertisseurs 0-20 mA à TTL– Convertisseurs 0-20 mA à 0-20 mA
Collecteur ouvert (Open collector) Haute impédance (Hi-Z)
05/09/134
COMPARATEUR
a) Comparateur idéal
b) Comparateur pratique
05/09/135
AMPLI-OP comme comparateur
05/09/136
AMPLI-OP comme comparateur
05/09/137
C.I. COMPARATEUR Même si les ampli-ops peuvent servir comme
comparateurs, il existe des c.i. typiquement conçus pour cette application. Ils sont plus performants :
Ils commutent plus rapidement entre les deux niveaux de sortie,
Ils comportent une immunité au bruit pour empêcher la sortie d’osciller lorsque l’entrée Vi s’approche de la tension de référence
Ils ont une sortie capable de s’adapter à différents types de sortie.
Nous verrons 2 comparateurs très populaires : le 311 et le 339.
05/09/138
LM111/LM211/LM311
Comparateur de tension
Alimentation unipolaire (5V) ou bipolaire (+/- 15 V)
Sortie capable de fournir jusqu’à 50V et jusqu’à 50 mA. (pas simultanément)
LM111 fonctionne de -55 oC / +125 oC LM211 fonctionne de -25 oC / +85 oC LM311 fonctionne de 0 oC / +70 oC
05/09/139
311 CARACTÉRISTIQUES
05/09/1310
Schéma simplifié du 311
05/09/1311
Boîtier(s) du 311
Métallique
DIP 8 br.
DIP 14 br.
Céramique
05/09/1312
311 Boîtier métallique H08C
05/09/1313
311 Boîtier plastique J08C
05/09/1314
311 Boîtier SMT M08C
05/09/1315
Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311
05/09/1316
311 Schéma-bloc
13.4
05/09/1318
LM311 APPLICATIONS
05/09/1319
LM311 APPLICATIONS
05/09/1320
LM311 APPLICATIONS
13.5
05/09/1321
LM311 APPLICATIONS
05/09/1322
LM311 APPLICATIONS
05/09/1323
LM311 APPLICATIONS
Physique et simulations numériquesJean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Multibibrateur astable avec comparateur
Animation d’un circuit astable
05/09/1324
LM311 APPLICATIONS
05/09/1326
LM339 APPLICATIONS
13.9
05/09/1327
LM339 APPLICATIONS
Comparateur « Fenêtre »
13.11
05/09/1328
COMPARATEUR SCHMITT
Hystérésis
L’ajout d’une rétroaction positive permet d’éviter les oscillations lors de la commutation.
THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT
APPLET COMPARATEUR SCHMITT
29
Comparateurs de tensions
comparateur Schmitt► Oscillations lors de la commutation (sans
hystérésis):
05/09/1329
30
Comparateurs de tensions
comparateur Schmitt► Élimination des oscillations:
hystérésis de 5 mV
05/09/1330
05/09/1331
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
THÉORIE D’OPÉRATION
APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)
05/09/1332
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
Un transistor en mode blocage et l’autre en mode saturation
C1 est déjà chargé à VCC lorsque Q1 entre en saturation et Q2 est bloqué par la tension –VCC qui apparaît à Vbe2.
Q2 restera bloqué durant une période de temps proportionnelle à R1C1 soit le temps requis pour que la charge de C1 passe de –VCC à environ 0V
Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V.
05/09/1333
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
Pendant que Q1 est saturé, C2 se charge de 0 à +VCC
Aussitôt que Q2 est bloqué, sa tension Vce2 passe de 0V à VCC avec une constante de temps proportionnelle à RL2C2.
Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V.
05/09/1334
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
05/09/1335
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
1. Choisir VCC et RL
2. Choisir R1 et R2
3. Choisir C1 et C2
CONCEPTION
05/09/1336
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION D’UNE TENSION DE COMMANDE vt
Ln(1+x) ≈ x si x est petit par rapport à 1 (vt >> VCC)
05/09/1337
HORLOGE 555
THÉORIE D’OPÉRATION 555
05/09/1338
555 SCHÉMA FONCTIONNEL
05/09/1339
555 MODE STABLE
Application la plus populaire du 555 : oscillateur basse fréquence
05/09/1340
EXEMPLE 17.1
Déterminer la fréquence et la forme d’onde de la sortie
05/09/1341
EXEMPLE 17.1
SOLUTION
05/09/1342
CIRCUITS D’INTERFACEPour raccorder les différents types de circuits, numériques et analogiques, il faut
des circuits d’interface. On peut avoir des circuits qui se raccordent à des charges ou « drivers » et d’autres qui servent à recevoir un signal d’entrée ou « receivers ».
Un driver procure un signal de sortie avec un niveau de tension ou de courant capable d’alimenter un certain nombre de charges ou un relais, un affichage ou fournir un signal de puissance.
Un receiver accepte un signal d’entrée en fournissant une haute impédance pour éviter de le charger. Les circuits d’interface peuvent en plus comporter un système d’activation (« strobe ») qui effectue l’interface seulement durant une fenêtre de temps spécifique.
La Figure 17.29a montre un driver double (« dual-in-line driver ») capable d’accepter un signal d’entrée TTL et de fournir un signal de sortie TTL ou MOS. Ce type d’interface est disponible en circuit inverseur ou non inverseur. Le circuit de la Fig. 17.29b montre un receiver (« dual-in-line ») avec des entrées inverseur et non inverseur. Par ex. le signal d’entrée raccordé à une entrée inverseur produira une sortie inversée à la sortie du receiver alors que le même signal raccordé à une entrée non inverseur produira un même type d’interface à la sortie mais avec la même polarité que le signal d’entrée.
Le driver-receiver de la Fig. 17.29 procure une sortie lorsque la broche « strobe » est activée à un niveau « haut ».
05/09/1343
INTERFACE TTL – TTL (MOS)
75150 DUAL-IN-LINE DRIVER
75152 DUAL-IN-LINE RECEIVER
13.29
05/09/1344
INTERFACE RS232 – TTL
05/09/1345
INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL
05/09/1346
INTERFACE Collecteur ouvert
« Wired-And »
ET câblé
Bus commun
05/09/1347
INTERFACE « Tri-State »
Circuit ouvert = haute impédance
(« Hi-Z »)
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