Fonctions Electroniques Chapitre 1 Charge et décharge d un condensateur 1-1- Charge et décharge sans valeur initiale Charge de C à travers R

Transcription

1 Foncions Elecroniques Chapire 1 Charge e décharge d un condensaeur 1-1- Charge e décharge sans valeur iniiale Soi le circui suivan où V E peu prendre 2 valeurs soi E soi V, le condensaeur C éan iniialemen déchargé: Charge de C à ravers R sous ension consane Décharge de C à ravers R sous ension consane i = E Vs = C dvs i = Vs = C dvs R d R d E = Vs + RC dvs Vs + RC dvs = d d a pour soluion / ( 1 ) Vs = E e RC a pour soluion Vs = E e / RC

2 1-2- Charge e décharge avec valeur iniiale Soi le circui suivan où V E peu prendre 2 valeurs soi E soi V, le condensaeur C éan iniialemen chargé à une valeur V CI e se déchargean vers une valeur V DF : Charge de C à ravers R sous ension consane Décharge de C à ravers R sous ension consane i = E Vs = C dvs i = Vs = C dvs R d R d E = Vs + RC dvs Vs + RC dvs = d d a pour soluion Vs = V CI + E / RC ( 1 e ) a pour soluion Vs = V DF + E e / RC

3 1-3- Généralisaion *L'équaion générale valable pour la charge e la décharge du condensaeur s'écri: Uc= U F + ( Ui - U F ) e -/τ avec U F : Ui: Uc: ension finale (vers laquelle se charge ou se décharge le condensaeur) ension iniiale aux bornes du condensaeur ension aux bornes du condensaeur à l insan τ = RC: Consane de emps *si l on veu calculer le emps on uilise : = τ ln{(u F -Ui) / (U F- Uc)} 1-4- Applicaion circui RC 1) Réseau RC Soi le réseau RC où V E peu prendre 2 valeurs soi E soi V, le condensaeur. On pose τ = R C. On se place en régime permanen ou régime éabli. Le condensaeur se charge, e se décharge, complèemen duran chaque demi- période du signal V E. T >> τ

4 Le condensaeur es chargé, ou déchargé, à 99 % de sa charge maximale, ou de sa décharge maximale, après une durée de charge, ou de décharge, = 4,7 τ. T = 4,7 τ 5 τ Le condensaeur n a pas le emps de se charger, e de se décharger, complèemen duran chaque demipériode du signal V E Applicaion circui CR 2) Réseau CR T << τ Soi le réseau CR où V E peu prendre 2 valeurs soi E soi V. On pose τ = R C. On se place en régime permanen ou régime éabli. Par la loi des mailles, V S = V E -V C. Le condensaeur se charge, e se décharge, complèemen duran chaque demi- période du signal V E. T >> τ

5 Le condensaeur es chargé, ou déchargé, à 99 % de sa charge maximale, ou de sa décharge maximale, après une durée de charge, ou de décharge, = 5 τ. T = 4,7 τ 5 τ Le condensaeur n a pas le emps de se charger, e de se décharger, complèemen duran chaque demipériode du signal V E. T << τ

6 Chapire 2 Mulivibraeur asable e oscillaeurs 2-1- Inroducion Mulivibraeur circui qui réalise divers sysèmes à 2 éas, oscillaeurs, horloges Trois ypes de mulivibraeurs: asable ou oscillaeur (rès commun): circui qui rese insable dans ses 2 éas il oscille coninuellemen enre les 2 éas monosable ou one sho : circui qui rese sable dans un des 2 éas il commue dans l éa insable pendan un période déerminée bisable: circui qui rese dans un des éas indéfinimen il commue d un éa à l aure selon un événemen exerne 2-2- Circui mulivibraeur asable réalisé avec deux ransisors qui son croisés à ravers de résisances e de condensaeurs configuraion RC défini le emps dans chaque éa Analyse de circui: Éa iniial: on suppose a priori que Q1 es en mode blocage e Q2 es en mode sauraion, e que C1 es déjà chargé à +VCC de =- à =+: lorsque Q1 enre en sauraion, Vc1 passe de VCC à V, e Q2 es bloqué par la ension VCC qui apparaî à Vb2 pendan que Q1 es sauré, C2 se charge de V à +VCC aussiô que Q2 es bloqué, sa ension Vc2 passe de V à VCC avec une consane de emps proporionnelle à RL2C2 de =+ à 1: Q2 resera bloqué duran une période de emps 1 qui es proporionnelle à R1C1 soi le emps requis pour que la charge de C1 passe de VCC à environ V

7 = ln(2) R C = ln(2) R C T = ( R C + R C ) Circui NE555 : C. I. 555 circui versaile de emporisaion qui compore: 3 résisances en série pour fixer les Vref de comparaeurs 2 comparaeurs de ension pour conrôler une bascule une bascule S-R qui acive: un éage d amplificaion en sorie un ransisor BJT pour décharge Modes d opéraion: asable: comme circui mulivibraeur asable ou oscillaeur monosable: comme circui mulivibraeur monosable Diagramme bloc foncionnel du C.I. 555:

8 Configuraion pour opéraion monosable: une ransiion descendane en enrée enclenche une impulsion en sorie pendan une période T high. Configuraion pour un opéraion asable: applicaion du 555 oscillaeur basse fréquence

9 2-4- Oscillaeur asable-ondes carrées: Principe d oscillaeurs à relaxaion: Si le commuaeur élecronique es: ouver: (quand vc() es sous un seuil prédéfini de ension) Vcc produi une ension fixe pour charger C selon R fermé: (quand vc() aein un seuil prédéfini de ension) le commuaeur ferme, e le C se décharge rapidemen Oscillaeur avec comparaeur Schmi circui de charge RC ampli-op connecé comme comparaeur de Schmi La sorie du comparaeur Schmi - produi la ension de charge pour C - oscille enre 2 niveau de sauraion, ±Vsa - deux seuils, VUT e VLT, son éablis pour V+ selon R1 e R2 Analyse pour déerminer la fréquence de l onde carrée, il fau considérer vc() charge de C: décharge de C: Cas symérique (R1= R2): donc

10 2-5- Monosables: Un mulivibraeur monosable es un monage possédan deux éas de foncionnemen différens: Un éa sable e l aure insable (ou pseudo-sable). Le monage éan iniialemen à l éa sable, une impulsion de déclenchemen Ve (fron monan ou un fron descendan) fai passer la sorie Vs à l éa insable puis, le monage revien de lui-même à l éa sable au bou d un emps Tw dépendan du circui e appelé période du monosable Monosable redéclenchable : E 1 S 1 T w T w T w T w Monosable non redéclenchable : E 1 S 1 T w T w T w Un monosable es caracérisé par : - le fron du signal d enrée déclenchan l appariion de l éa pseudo-sable. - Le niveau logique de l éa pseudo-sable. - La durée de l éa pseudo-sable Tw. - Le fai qu il soi redéclencheable ou non-redéclenchable. Exemple : 4538 Ve

11 Pour ce exemple, le monosable es non redéclenchable e acif sur fron monan (Figure 4) La durée du monosable es Pw = R* C =.1µF * 1.2KΩ = 12µs Ve 1 C 1 P ms

12