MISE EN FORME DES SIGNAUX

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1 h 5 MISE EN FORME DES SIGNAUX I) Mise en forme des signaux. 1.1) ircui ani-rebond R 1.2) ircui ani-rebond à bascule RS 1.3) TRIGGER de SHMITT - Réalisaion en circui MOS - Réalisaion à l'aide d'un AO. II) Monosables 2.1) Réalisaion à l'aide d'un AO - Monage classique - Monage dérivé de l asable. 2.2) Réalisaion à l'aide de circui logiques MOS. - Avec des pores logiques - Avec un circui ) Réalisaion à l'aide de circui logiques TTL III) ASTABLES 3.1) Réalisaion à l'aide d'un A.O 3.2) Réalisaion à l'aide de pore logique MOS e TTL 3.3) Oscillaeur àcircui inégré spécialisé NE ) Oscillaeur à quarz 3.5) Oscillaeur commandé en ension (VO) 3.6) Oscillaeur à asservissemen de phase FIN

2 I) Monages Ani-Rebond Le rebond des conacs es un problème qu'il fau absolumen éliminer dès que l'on ravaille avec des circuis logiques en compage ou en logique programmée. Plusieurs soluions permeen de résoudre le problème selon l'uilisaion. 1.1) ircui ani-rebond R Monage : Oscillogramme : +Vcc BP 0V R e circui a pour avanage d'êre fiable e peu onéreux. 1.2) ircui ani-rebond à bascule RS Monage : Oscillogramme : 0V & +Vcc & 0V 1.3) ircui Trigger de SHMITT Principe : M D D M

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4 a) Réalisaion à l'aide d'un circui MOS Le basculemen se fai pour Vb = VDD VSS 2 = Vcc 2 Monage : aracérisique de Transfer : 1 Vb 1er cas : = 0 basculemen pour M =? D Vb M Vb Vb = = + Vb + Vcc + M = > Vcc / 2 2 2ème cas : = + Vcc basculemen pour D =? Vb = + ( ) + Vb Vcc D = < Vcc / 2 2 AN1 : On donne = 470 Ω = 10.. V = 12 V... M = 6 x 11 / 10 = 6.6 V Symérie par rappor à D = 6 x 9 / 10 = 5.4 V Vcc / 2 soi 6 V AN2 : On donne M = 10 V D = 2 v ( symérie par rappor à Vcc / 2 )

5 = 10 k Ω ( + ) / = 1.67 = 6,7 k

6 b) Réalisaion à l'aide d'un A.O Il fau réaliser une conre réacion posiive. Le poin de basculemen peu êre réglable. Trigger de SHMITT inverseur R = // R 1 er cas : V S = + a > D = a Vref Vref 2 ème cas : V S = -- a M = a + + Vref + aracérisique de ransfer pour Vref = O V D = a + Vref = 0 V M = a + Vref > 0 V Largeur du cycle. 2a + Vref Vref * Trigger de SHMITT non inverseur aracérisique de ransfer : R -- > Vref Vref + 2a R 1+ M = + a D = Vref ( ) Vref ( R 1+ ) - a

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8 II) Eude des monosables Les monosables son des emporisaeurs de coure durée qui permeen de : - rendre un signal furif exploiable ; - créer un signal à parir d'un fron. Monosable Ea sable Ea insable Ils peuven êre réalisés à l'aide de circuis analogiques (A.O) ou de circuis logiques (TTL-MOS) 2.1) Réalisaion à l'aide d'un A.O Rd Vd d a) Eude du monage classique Déclenchemen par un circui dérivaeur Impulsion brève d - Vref + - > + - > Vref passe de +a à -a hronogramme pour + + Pene : = ( + ) 2a + T 2a = ( + ) ln Vref + T b) Monage dérivé de l asable. (voir annexe)

9 2,2) Réalisaion à l'aide de circuis logiques. a) Uilisaion de pores logiques MOS. Monage : caracérisique de ransfer : & Re 1 & V DD 1 R 2 V TH = V DD /2 * Ea sable : à l'éa sable, aucun couran ne circule dans le condensaeur. Par conséquen : 2 = 0 V e donc = «1» * Foncionnemen : En praique, = V DD au repos; le déclenchemen es obenu par = 0V ce qui enraine : le passage à «1» de 1 e la charge du condensaeur. La charge dure jusqu'à ce que : 2 aeigne VTH * hronogrammes : alcul de T : VDD 2 2 = VDD e / avec = R VDD/2 -VDD/2 à = T 2 = VDD/2.. T = ln 2 = 0.69 R. T TR Noe : Il fau enir compe du emps de récupéraion avan de relancer le monosable. T R = 3 à 5 avec = R ( emps mis par une exponenielle pour «aeindre» son asympoe).

10 b) Uilisaion d'un circui MOS spécialisé 4538( voir doc) Le 4538 es un double monosable-mulivibraeur de précision. Mise en oeuvre du 4538 pour réaliser un monosable de 1ms déclenché par un fron descendan. +Vcc R µ1 1 1ms T = R. pour = 0.1 µf on a R = 10 k pour R = 100 k on a = 10 nf c) Uilisaion d'un circui TTL spécialisé Le es un monosable-mulivibraeur avec bascules de SHMITT en enrées. Mise en oeuvre du pour réaliser un monosable de 1ms à l éa bas déclenché sur fron monan. R = 2 k µ1 & Tp = 0.7 x Rx 1ms x = Tp / 0.7 Rx R 1 x x x = 0.71 µf +Vcc

11 III) Eude des Asables. Les asables son des circuis oscillan en permanence don la sorie peu êre uilisée comme : Signal d horloge dans les sysèmes numériques. Ils peuven êre réalisés à parir de composans divers, en foncion de la précision e de la sabilié voulue. 3,1) Oscillaeur à amplificaeur-opéraionnel. Monages : P1 R - > - > + + P2 2 R ln (1 + 2 ) Dans ce monage, on peu régler la fréquence d oscillaion e le rappor cyclique indépendamen ; P1 agi sur le rappor cyclique ; P2 agi sur la fréquence. 3,2) Oscillaeur à pores logiques TTL ou MOS. Monage. a b c & & V1 Vc V2 Vc = V2 V1 donc V1 = V2 -Vc

12 Foncionnemen : hypohèse de dépar : a = 1 donc b =.0. donc c =.1. e es déchargé. La capacié se charge ce qui fai diminuer V 1 e impose en «a» un poeniel inférieur au seuil de basculemen. En TTL : VIL = 0.8 V. En MOS VTH = VDD / 2.. a = 0 donc b =.1. e c =.0. En TTL Vc = VOH - VIL = 1.6V. En MOS Vc = VDD / 2. le changemen d'éa de c impose brusquemen un poeniel en V 1 En TTL V 1 = -1,2V. En MOS V 1 = - VDD / 2. La capacié se charge en sens inverse jusqu'à ce que V 1 aeigne :. 2V.. en TTL. VDD / 2. en MOS A ce momen le sysème bascule dans l'éa d'origine e le cycle recommence. hronogrammes. V2 VOH V2 VDD VOL V1 V1 2.4v 2v 0.8v VDD/2-1.2v -VDD/2 Vc 1.6v Vc VDD/2-1.6v -VDD/2

13 3,3) Oscillaeur à circui inégré spécialisé NE 555. Monage. La charge du condensaeur s effecue à ravers les résisances e e sa décharge par le ransisor à ravers seulemen NE nF Foncionnemen. V2 2/3 Vcc Lorsque le condensaeur se charge, sa ension augmene jusqu à aeindre 2/3 ; Il y a alors basculemen e le condensaeur se décharge jusqu à ce que sa ension aeigne 1/3 Vcc. 1/3 Vcc V3 3,4) Oscillaeur à Quarz. Les oscillaeurs à quarz on une fréquence d'oscillaion rés élevée e précise. Ils serven d'horloge pour les sysèmes informaiques. Principe: Soumise à un champ élecrique, une mince plaquee de quarz oscille sponanémen avec une rés grande précision. L'oscillaion doi êre enreenue par un circui exérieur. Monages : en MOS en TTL R = 1 M R = 330 1, 2 = qq pf = 30 pf Pour le microprocesseur XTAL Q = 4 Mhz = 22 pf La précision des quarz éan au minimum de 10-6, les oscillaeurs obenus son donc rés précis. Il exise égalemen des circuis inégrés comprenan un oscillaeur Piezo-élecrique.

14 EXTAL

15 3,5) Oscillaeur conrolé en ension. La fréquence d'oscillaion de cerains oscillaeur peu êre conrolée par une ension; V O : Volage onroled - Oscillaor. enrée. Il exise une relaion (linéaire ou non) enre la fréquence de sorie e la ension de commande en V O f pour donnée f = k si linéaire. Uilisaion : On rouve des converisseurs de ce ype dans les onduleurs. 3,6) Oscillaeur à asservissemen de phase. P L L : Phase locked Loop (boucle à verrouillage de phase). e ype de circui perme d'obenir une fréquence d'oscillaion élevée synchronisée sur un signal de fréquence plus faible. Mise en oeuvre d'un 4046 : On veu disposer d'une fréquence muliple de 25,6 khz e de 150, de plus cee fréquence doi êre synchronisée sur le réseau 5O hz

16 Annexe1. b) Monage dérivé de l'astable R3 Ea sable pour : VS = +a d -- > Déclenchemen par un circui dérivaeur sur l'enrée e+ Vd il fau : + < - (ϕ 0.7 V) d'ou Vd < ( / + ) a - Vo hronogramme T = R3 ln Vo a + - a + Vo - a + T Tr Remarque : on peu prendre R 1 = R 2 = R on a alors : T = R3 ln 2Vo 2 + a reour

17 Mise en oeuvre d'un en mulivibraeur à 100 khz > 1 & Ri x x

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