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27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 1 GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES.

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1 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 1 GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

2 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 2 C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES Comparateur 311 Comparateur 339 Circuit astable à 2 transistors : oscillateur Horloge 555 : astable, monostable

3 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 3 C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES Circuits dinterface –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)

4 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 4 COMPARATEUR a) Comparateur idéal b) Comparateur pratique

5 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 5 AMPLI-OP comme comparateur

6 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 6 AMPLI-OP comme comparateur

7 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 7 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 dosciller lorsque lentrée Vi sapproche de la tension de référence Ils ont une sortie capable de sadapter à différents types de sortie. Nous verrons 2 comparateurs très populaires : le 311 et le 339.

8 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 8 LM111/LM211/LM311 Comparateur de tension Alimentation unipolaire (5V) ou bipolaire (+/- 15 V) Sortie capable de fournir jusquà 50V et jusquà 50 mA. (pas simultanément) LM111 fonctionne de -55 o C / +125 o C LM211 fonctionne de -25 o C / +85 o C LM311 fonctionne de 0 o C / +70 o C

9 27/04/12 C.I. LIN.-NUM CARACTÉRISTIQUES

10 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 10 Schéma simplifié du 311

11 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 11 Boîtier(s) du 311 Métallique DIP 8 br. DIP 14 br. Céramique

12 27/04/12 C.I. LIN.-NUM Boîtier métallique H08C

13 27/04/12 C.I. LIN.-NUM Boîtier plastique J08C

14 27/04/12 C.I. LIN.-NUM Boîtier SMT M08C

15 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 15 Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311

16 27/04/12 C.I. LIN.-NUM Schéma-bloc

17 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 17 LM311 NOTICE LM311 NOTICE

18 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 18 LM311 APPLICATIONS

19 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 19 LM311 APPLICATIONS

20 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 20 LM311 APPLICATIONS

21 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 21 LM311 APPLICATIONS

22 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 22 LM311 APPLICATIONS

23 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 23 LM311 APPLICATIONS Physique et simulations numériques Jean-Jacques ROUSSEAU Faculté des Sciences exactes et naturelles Multibibrateur astable avec comparateur Animation dun circuit astable

24 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 24 LM311 APPLICATIONS

25 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 25 LM339 NOTICE LM339 NOTICE

26 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 26 LM339 APPLICATIONS

27 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 27 LM339 APPLICATIONS Comparateur « Fenêtre »

28 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 28 COMPARATEUR SCHMITT Hystérésis Lajout dune rétroaction positive permet déviter les oscillations lors de la commutation. THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT APPLET COMPARATEUR SCHMITT

29 29 Comparateurs de tensions comparateur Schmitt Oscillations lors de la commutation (sans hystérésis): 27/04/12 29

30 30 Comparateurs de tensions comparateur Schmitt Élimination des oscillations: hystérésis de 5 mV 27/04/12 30

31 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 31 MULTIVIBRATEUR ASTABLE THÉORIE DOPÉRATION APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)

32 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 32 MULTIVIBRATEUR ASTABLE Un transistor en mode blocage et lautre en mode saturation C 1 est déjà chargé à V CC lorsque Q 1 entre en saturation et Q 2 est bloqué par la tension –V CC qui apparaît à V be2. Q 2 restera bloqué durant une période de temps proportionnelle à R 1 C 1 soit le temps requis pour que la charge de C 1 passe de –V CC à environ 0V Pour le moment, on assume V ce sat = 0V et V be = 0V.

33 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 33 MULTIVIBRATEUR ASTABLE Pendant que Q 1 est saturé, C 2 se charge de 0 à +V CC Aussitôt que Q 2 est bloqué, sa tension V ce2 passe de 0V à V CC avec une constante de temps proportionnelle à R L2 C 2. Pour le moment, on assume V ce sat = 0V et V be = 0V.

34 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 34 MULTIVIBRATEUR ASTABLE

35 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 35 MULTIVIBRATEUR ASTABLE 1. Choisir V CC et R L 2. Choisir R 1 et R 2 3. Choisir C 1 et C 2 CONCEPTION

36 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 36 MULTIVIBRATEUR ASTABLE VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION DUNE TENSION DE COMMANDE v t Ln(1+x) x si x est petit par rapport à 1 (v t >> V CC )

37 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 37 HORLOGE 555 THÉORIE DOPÉRATION 555

38 27/04/12 C.I. LIN.-NUM SCHÉMA FONCTIONNEL

39 27/04/12 C.I. LIN.-NUM MODE STABLE Application la plus populaire du 555 : oscillateur basse fréquence

40 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 40 EXEMPLE 17.1 Déterminer la fréquence et la forme donde de la sortie

41 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 41 EXEMPLE 17.1 SOLUTION

42 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 42 CIRCUITS DINTERFACE Pour raccorder les différents types de circuits, numériques et analogiques, il faut des circuits dinterface. On peut avoir des circuits qui se raccordent à des charges ou « drivers » et dautres qui servent à recevoir un signal dentrée ou « receivers ». Un driver procure un signal de sortie avec un niveau de tension ou de courant capable dalimenter un certain nombre de charges ou un relais, un affichage ou fournir un signal de puissance. Un receiver accepte un signal dentrée en fournissant une haute impédance pour éviter de le charger. Les circuits dinterface peuvent en plus comporter un système dactivation (« strobe ») qui effectue linterface seulement durant une fenêtre de temps spécifique. La Figure 17.29a montre un driver double (« dual-in-line driver ») capable daccepter un signal dentrée TTL et de fournir un signal de sortie TTL ou MOS. Ce type dinterface est disponible en circuit inverseur ou non inverseur. Le circuit de la Fig b montre un receiver (« dual-in-line ») avec des entrées inverseur et non inverseur. Par ex. le signal dentrée 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 dinterface à la sortie mais avec la même polarité que le signal dentrée. Le driver-receiver de la Fig procure une sortie lorsque la broche « strobe » est activée à un niveau « haut ».

43 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 43 INTERFACE TTL – TTL (MOS) DUAL-IN-LINE DRIVER DUAL-IN-LINE RECEIVER

44 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 44 INTERFACE RS232 – TTL

45 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 45 INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL

46 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 46 INTERFACE Collecteur ouvert « Wired-And » ET câblé Bus commun

47 27/04/12 C.I. LIN.-NUM. 47 INTERFACE « Tri-State » Circuit ouvert = haute impédance (« Hi-Z »)


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