27/04/121

GPA667

CONCEPTION ET SIMULATION

DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES

C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

27/04/122

C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

Comparateur 311

Comparateur 339

Circuit astable à 2 transistors : oscillateur

Horloge 555 : astable, monostable

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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)

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COMPARATEUR

a) Comparateur idéal

b) Comparateur pratique

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AMPLI-OP comme comparateur

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AMPLI-OP comme comparateur

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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.

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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

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311 CARACTÉRISTIQUES

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Schéma simplifié du 311

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Boîtier(s) du 311

Métallique

DIP 8 br.

DIP 14 br.

Céramique

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311 Boîtier métallique H08C

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311 Boîtier plastique J08C

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311 Boîtier SMT M08C

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Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311

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311 Schéma-bloc

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LM311 NOTICE

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LM311 APPLICATIONS

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LM311 APPLICATIONS

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LM311 APPLICATIONS

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LM311 APPLICATIONS

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LM311 APPLICATIONS

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LM311 APPLICATIONS

Physique et simulations numériquesJean-Jacques ROUSSEAU

Faculté des Sciences exactes et naturelles

Multibibrateur astable avec comparateur

Animation d’un circuit astable

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LM311 APPLICATIONS

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LM339 NOTICE

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LM339 APPLICATIONS

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LM339 APPLICATIONS

Comparateur « Fenêtre »

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COMPARATEUR SCHMITT

Hystérésis

L’ajout d’une rétroaction positive permet d’éviter les oscillations lors de la commutation.

THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT

APPLET COMPARATEUR SCHMITT

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Comparateurs de tensions

comparateur Schmitt► Oscillations lors de la commutation (sans

hystérésis):

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30

Comparateurs de tensions

comparateur Schmitt► Élimination des oscillations:

hystérésis de 5 mV

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MULTIVIBRATEUR ASTABLE

THÉORIE D’OPÉRATION

APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)

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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.

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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.

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MULTIVIBRATEUR ASTABLE

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MULTIVIBRATEUR ASTABLE

1. Choisir VCC et RL

2. Choisir R1 et R2

3. Choisir C1 et C2

CONCEPTION

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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)

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HORLOGE 555

THÉORIE D’OPÉRATION 555

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555 SCHÉMA FONCTIONNEL

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555 MODE STABLE

Application la plus populaire du 555 : oscillateur basse fréquence

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EXEMPLE 17.1

Déterminer la fréquence et la forme d’onde de la sortie

27/04/1241

EXEMPLE 17.1

SOLUTION

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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 ».

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INTERFACE TTL – TTL (MOS)

75150 DUAL-IN-LINE DRIVER

75152 DUAL-IN-LINE RECEIVER

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INTERFACE RS232 – TTL

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INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL

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INTERFACE Collecteur ouvert

« Wired-And »

ET câblé

Bus commun

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INTERFACE « Tri-State »

Circuit ouvert = haute impédance

(« Hi-Z »)