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GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES 28/03/14 C.I. LIN.-NUM. 1 C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES.

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1 GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES 28/03/14 C.I. LIN.-NUM. 1 C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

2 Comparateur 311 Comparateur 339 Circuit astable à 2 transistors : oscillateur Horloge 555 : astable, monostable 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 2

3 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) 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 3

4 COMPARATEUR a) Comparateur idéal b) Comparateur pratique 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 4

5 AMPLI-OP comme comparateur 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 5

6 AMPLI-OP comme comparateur 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 6

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 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 /09/13 C.I. LIN.-NUM. 7

8 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 o C / +125 o C LM211 fonctionne de -25 o C / +85 o C LM311 fonctionne de 0 o C / +70 o C 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 8

9 311 CARACTÉRISTIQUES 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 9

10 Schéma simplifié du /09/13 C.I. LIN.-NUM. 10

11 Boîtier(s) du 311 Métallique DIP 8 br. DIP 14 br. Céramique 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 11

12 311 Boîtier métallique H08C 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 12

13 311 Boîtier plastique J08C 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 13

14 311 Boîtier SMT M08C 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 14

15 Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 15

16 311 Schéma-bloc 05/09/13 C.I. LIN.-NUM

17 LM311 NOTICE LM311 NOTICE 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 17

18 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 18

19 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 19

20 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM

21 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 21

22 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 22

23 LM311 APPLICATIONS Physique et simulations numériques Jean-Jacques ROUSSEAU Faculté des Sciences exactes et naturelles 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 23 Multibibrateur astable avec comparateur Animation d’un circuit astable

24 LM311 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 24

25 LM339 NOTICE LM339 NOTICE 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 25

26 LM339 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM

27 LM339 APPLICATIONS 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 27 Comparateur « Fenêtre » 13.11

28 COMPARATEUR SCHMITT Hystérésis L’ajout d’une rétroaction positive permet d’éviter les oscillations lors de la commutation. THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT APPLET COMPARATEUR SCHMITT 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 28

29 05/09/13 29 Comparateurs de tensions comparateur Schmitt ► Oscillations lors de la commutation (sans hystérésis):

30 05/09/13 30 Comparateurs de tensions comparateur Schmitt ► Élimination des oscillations: hystérésis de 5 mV

31 MULTIVIBRATEUR ASTABLE 05/09/13 C.I. LIN.-NUM. 31 THÉORIE D’OPÉRATION APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)

32 MULTIVIBRATEUR ASTABLE Un transistor en mode blocage et l’autre 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 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 32 Pour le moment, on assume V ce sat = 0V et V be = 0V.

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. 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 33 Pour le moment, on assume V ce sat = 0V et V be = 0V.

34 MULTIVIBRATEUR ASTABLE 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 34

35 MULTIVIBRATEUR ASTABLE 1. Choisir V CC et R L 2. Choisir R 1 et R 2 3. Choisir C 1 et C 2 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 35 CONCEPTION

36 MULTIVIBRATEUR ASTABLE VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION D’UNE TENSION DE COMMANDE v t 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 36 Ln(1+x) ≈ x si x est petit par rapport à 1 (v t >> V CC )

37 HORLOGE /03/2014 C.I. LIN.-NUM. 37 THÉORIE D’OPÉRATION 555

38 555 SCHÉMA FONCTIONNEL 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 38

39 555 MODE STABLE Application la plus populaire du 555 : oscillateur basse fréquence 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 39

40 EXEMPLE 17.1 Déterminer la fréquence et la forme d’onde de la sortie 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 40

41 EXEMPLE 17.1 SOLUTION 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 41

42 CIRCUITS D’INTERFACE Pour 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 b 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 procure une sortie lorsque la broche « strobe » est activée à un niveau « haut ». 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 42

43 INTERFACE TTL – TTL (MOS) 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM DUAL-IN-LINE DRIVER DUAL-IN-LINE RECEIVER 13.29

44 INTERFACE RS232 – TTL 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 44

45 INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 45

46 INTERFACE Collecteur ouvert 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 46 « Wired-And » ET câblé Bus commun

47 INTERFACE « Tri-State » 28/03/2014 C.I. LIN.-NUM. 47 Circuit ouvert = haute impédance (« Hi-Z »)


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