GPA667

CONCEPTION ET SIMULATION

DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES

28/03/141

C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

Comparateur 311

Comparateur 339

Circuit astable à 2 transistors : oscillateur

Horloge 555 : astable, monostable

05/09/132

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)

05/09/133

COMPARATEUR

a) Comparateur idéal

b) Comparateur pratique

05/09/134

AMPLI-OP comme comparateur

05/09/135

AMPLI-OP comme comparateur

05/09/136

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.

05/09/137

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

05/09/138

311 CARACTÉRISTIQUES

05/09/139

Schéma simplifié du 311

05/09/1310

Boîtier(s) du 311

Métallique

DIP 8 br.

DIP 14 br.

Céramique

05/09/1311

311 Boîtier métallique H08C

05/09/1312

311 Boîtier plastique J08C

05/09/1313

311 Boîtier SMT M08C

05/09/1314

Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311

05/09/1315

311 Schéma-bloc

05/09/1316

13.4

LM311 NOTICE

05/09/1317

LM311 APPLICATIONS

05/09/1318

LM311 APPLICATIONS

05/09/1319

LM311 APPLICATIONS

05/09/1320

13.5

LM311 APPLICATIONS

05/09/1321

LM311 APPLICATIONS

05/09/1322

LM311 APPLICATIONS

Physique et simulations numériquesJean-Jacques ROUSSEAU

Faculté des Sciences exactes et naturelles

05/09/1323

Multibibrateur astable avec comparateur

Animation d’un circuit astable

LM311 APPLICATIONS

05/09/1324

LM339 NOTICE

05/09/1325

LM339 APPLICATIONS

05/09/1326

13.9

LM339 APPLICATIONS

05/09/1327

Comparateur « Fenêtre »

13.11

COMPARATEUR SCHMITT

Hystérésis

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

THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT

APPLET COMPARATEUR SCHMITT

05/09/1328

05/09/1329 29

   

Comparateurs de tensions

comparateur Schmitt► Oscillations lors de la commutation (sans

hystérésis):

05/09/1330 30

Comparateurs de tensions

comparateur Schmitt► Élimination des oscillations:

hystérésis de 5 mV

MULTIVIBRATEUR ASTABLE

05/09/1331

THÉORIE D’OPÉRATION

APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)

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

28/03/201432

Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V.

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.

28/03/201433

Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V.

MULTIVIBRATEUR ASTABLE

28/03/201434

MULTIVIBRATEUR ASTABLE

1. Choisir VCC et RL

2. Choisir R1 et R2

3. Choisir C1 et C2

28/03/201435

CONCEPTION

MULTIVIBRATEUR ASTABLE

VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION D’UNE TENSION DE COMMANDE vt

28/03/201436

Ln(1+x) ≈ x si x est petit par rapport à 1 (vt >> VCC)

HORLOGE 555

28/03/201437

THÉORIE D’OPÉRATION 555

555 SCHÉMA FONCTIONNEL

28/03/201438

555 MODE STABLE

Application la plus populaire du 555 : oscillateur basse fréquence

28/03/201439

EXEMPLE 17.1

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

28/03/201440

EXEMPLE 17.1

SOLUTION

28/03/201441

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 ».

28/03/201442

INTERFACE TTL – TTL (MOS)

28/03/201443

75150 DUAL-IN-LINE DRIVER

75152 DUAL-IN-LINE RECEIVER

13.29

INTERFACE RS232 – TTL

28/03/201444

INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL

28/03/201445

INTERFACE Collecteur ouvert

28/03/201446

« Wired-And »

ET câblé

Bus commun

INTERFACE « Tri-State »

28/03/201447

Circuit ouvert = haute impédance

(« Hi-Z »)