CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES

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

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

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) C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

4 COMPARATEUR a) Comparateur idéal b) Comparateur pratique
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5 AMPLI-OP comme comparateur
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6 AMPLI-OP comme comparateur
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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 339. C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

8 Comparateur de tension
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 C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

9 311 CARACTÉRISTIQUES C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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

11 Boîtier(s) du 311 Métallique DIP 8 br. DIP 14 br. Céramique
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12 311 Boîtier métallique H08C C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

13 311 Boîtier plastique J08C C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

14 311 Boîtier SMT M08C C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

15 Limites maximales, Caractéristiques 111,211,311
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16 311 Schéma-bloc C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

32 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 Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V. C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

33 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. Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et Vbe = 0V. C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

34 MULTIVIBRATEUR ASTABLE
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35 MULTIVIBRATEUR ASTABLE
CONCEPTION Choisir VCC et RL Choisir R1 et R2 Choisir C1 et C2 C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

36 MULTIVIBRATEUR ASTABLE
VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION D’UNE TENSION DE COMMANDE vt Ln(1+x) ≈ x si x est petit par rapport à 1 (vt >> VCC) C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

37 HORLOGE 555 THÉORIE D’OPÉRATION 555 C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

38 555 SCHÉMA FONCTIONNEL C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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

40 EXEMPLE 17.1 Déterminer la fréquence et la forme d’onde de la sortie
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41 EXEMPLE 17.1 SOLUTION C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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 ». C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

43 INTERFACE TTL – TTL (MOS)
75150 DUAL-IN-LINE DRIVER 75152 DUAL-IN-LINE RECEIVER C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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

45 INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL
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46 INTERFACE Collecteur ouvert
« Wired-And » ET câblé Bus commun C.I. LIN.-NUM. 27/04/12

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