1.PRÉSENTATION DE LA FONCTION …jl.domec.free.fr/siteDjl_fichiers/TP-coursTEL/cours/...Terminale...

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Terminale Gnie Electronique: Temporisation par bascules MONOSTABLESOn se limite aux ralisations portes logiques et circuits intgrs EclipseChraute

1.PRSENTATION DE LA FONCTION MONOSTABLE:

VOCABULAIRE: on l'appelle aussi MULTIVIBRATEUR MONOSTABLE.

La fonction officielle est GENERER DES IMPULSIONS DE LARGEUR CALIBREE.

DEFINITION DU CIRCUIT :

Il s'agit d'un circuit ayant :

UN SEUL TAT STABLE (repos) en sortie (d'o le nom de MONOSTABLE), dans lequel il peut rester indfiniment.

Sous laction d'une commande externe (dclenchement sur FRONT) il passe dans un

TAT "QUASI-INSTABLE", de dure Tw (W=width=large) dtermin par des lments du montage et gnralement indpendant de l'impulsion incidente;

Tw est la DURE PROPRE du monostable, appel (improprement) "priode".

A l'issue de cette priode, le monostable repasse spontanment dans son tat stable.

Cette dure est souvent appele RELAXATION, car elle est calibre par un circuit de RELAXATION RC .

2.Dclenchement d'un monostable (quelconque) :

Que se passe-t-il si une nouvelle impulsion arrive avant la fin d'une priode Tw ?

1/ Si elle est sans effet, le monostable termine son Tw initial: il est dit NON REDECLENCHABLE (non retriggerable). C'est un monostable MONO COUP (timer one shot).

2/ Si cette nouvelle impulsion a pour effet d'initialiser une nouvelle priode Tw, le monostable est dit REDECLENCHABLE ou retriggerable.

PENTE du SIGNAL de DECLENCHEMENT:

Suivant le cas, l'armement du monostable s'effectue sur FRONT MONTANT ou FRONT DESCENDANT du signal de dclenchement.

SYMBOLE et DIAGRAMME DES TEMPS:

On notera sur le schma ci-dessus, le triangle, symbole de l'entre dynamique (c'est--dire sensible une variation du niveau d'entre donc un front ...)et le crneau, symbole du monostable.

APPLICATIONS:

temporisation, impulsions retardes, anti-rebond, convertisseur frquence /tension

MONOSTABLE NON REDECLENCHABLENB: on ajoute un 1 sur le symbole du monostable:

MONOSTABLE REDECLENCHABLE

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3.PRINCIPE ET RAPPEL DE QUELQUES PROPRITS DES CONDENSATEURS:

LES CIRCUITS MONOSTABLES UTILISENT UN CIRCUIT DE RELAXATION (RSISTANCE ET CONDENSATEUR EN SRIE)

PLUSIEURS TYPES DE CONDENSATEURS(ci-contre):

De gauche droite : cramique multicouche, cramique disque, film polyester multicouche, cramique tubulaire, polystyrne, film polyester mtallis, lectrolytique aluminium.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Condensateur_(lectricit)

1.1. Charge exponentielle. C'est la CHARGE travers UNE RSISTANCE :

Tracer le modle du circuit de charge d'un condensateur de capacit C travers une Rsistance R aliment par un gnrateur de tension de fem U .

Les modles de C et R seront tracs en convention rcepteur.

DTERMINATION GRAPHIQUE DES TEMPS DE CHARGE

Rq: la dtermination peut se faire aussi avec la calculatrice graphique avec le mode TRACE .

uc t=VFINALEVFINALEV INITIALE . e t Ci-dessous , VFINALE = ; VINITIALE =

Dterminer le temps de charge pour atteindre les 2/3 de la charge maximale , si le condensateur est dcharg t=0 et pour= RC = 10ms . Vrifier la calculatrice graphique avec le mode TRACE . T2/3 = 1,1. ~11ms

d'aprs http://www.micrelec.fr/sp/tepeor_demo/ch6/ch6.htm

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http://fr.wikipedia.org/wiki/Condensateur_(?lectricit?

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CHARGE SOUS TENSION CONSTANTE TRAVERS R CALCUL DES TEMPS DE CHARGE:

On a trac ci contre la courbe de charge thorique d'un condensateur de capacit C en srie avec une rsistance R et un gnrateur de tension U. La constante de temps du circuit est

dt_Q1. Dterminer , U , VFINALE et VINITIALE .

Attention, dans les rgles des 63% ou des 99% donn ci-dessus on a pris VINITIALE=0 .

Mais, en fait : , ( vc - VINITIALE ) = 63% de (VFINALE - VINITIALE )

5 , (vc-VINITIALE )= 99% de (VFINALE - VINITIALE )

dt_Q2. tablir la relation exponentielle donnant uc(t) et la vrifier la calculatrice graphique ou avec un logiciel (scilab,...)

dt_Q3. Relever graphiquement la dure t1 pour atteindre uc(t) = 3,5V

dt_Q4. De mme t2 pour uc(t)=2,5Vdt_Q5. Vrifier que la relation suivante est

correcte avec les 2 exemples :

t= . ln VFINALEV INITIALEVFINALEuc t t1 = pour uc(t1) = 3,5Vt2 = pour uc(t2) = 3,5V

Script scilab coller dans l'diteur scipad.

//Fichier-->Changer le rpertoire courant-> double cliquer la slection.//Sauvegarder votre script NomduFichier.sce//Dfinition des paramtres du cicuit de charge RC:Vinit=1;Vfinale=5;tau=1e-2;//Gnration d'un ensemble de valeurs de t t=[0:tau/10:6*tau]; //dfinition de la fonction uc(t) , pour chaque instant t :// "a .*b" correspond la multiplication classique (lment*lment a*b )et non la multiplication des matrices// De mme, "a ./b = a/b" uc=Vfinale-(Vfinale-Vinit) .*exp(-t ./tau);

xbasc();subplot (2,2,1);plot2d(t,uc);

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MONOSTABLES PORTES LOGIQUES

Nand_Q1. Analyser l'exemple ci-dessous et vrifier les chronogrammes fournis ainsi que la dure propre du monostable t=Tw .

Nand_Q2. Tracer les chronogrammes de ve, vs1,ve2 et vs et calculer Tw(R,C)

Rq: La rsistance Re limite l'intensit de courant entrant dans la porte, au cas o ve2 dpasse transitoirement VDD (Diode de protection interne) .

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MONOSTABLE : portes logiques CMOS

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Faire plutt avec :http://pagesperso-orange.fr/sam.electroastro/dossiers/555/555.htm

ou http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/555.htm

4.MONOSTABLE CIRCUIT INTGR :

Exemple du circuit NE 555

Schma fonctionnel

Brochage

555 Q1_Exprimer Vref en fonction de Vcc .

555 Q2_Analyser le tableau de vrit ci-dessus du NE555, et vrifier chaque tat depuis les entres jusqu'aux sorties .

L'alimentation du circuit se fait entre 4,5v et 16v (borne 8 - Vcc).Un niveau bas sur la borne 4 (Remise zro) enclenche la bascule (Q=1) et sature les transistors de Sortie et de Dcharge. Il est conseill de relier cette borne Vcc lorsqu'elle n'est pas utilise, afin d'viter des mises zro intempestives.La borne 5 (Vref) peut tre soumise un potentiel externe ou laisse non connecte: dans ce cas son potentiel est 2/3 de Vcc.Le comparateur de dclenchement passe l'tat haut et dclenche la bascule (Q=0) si le potentiel de l'entre Dclenchement est infrieur Vrf / 2.Le comparateur de temporisation passe l'tat haut et enclenche la bascule (Q=1) si le potentiel de l'entre Seuil est suprieur Vrf.

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http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/555.htmhttp://pagesperso-orange.fr/sam.electroastro/dossiers/555/555.htm

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4.1.Application du NE 555 au temporisateur Monostable

On propose le schma structurel ci-contre , qui donne les signaux ci-dessous :

Tracer ci-contre le diagramme fonctionnel partiel d'entre du montage.

Placer les tensions vs, vc et v2 et vrifier si le fonctionnement est celui d'un monostable.

Monostable redclenchable ?

Non, l'entre de dclenchement active sur niveau bas, met Q 0 et donc empche la dcharge de C . T bloqus.

La sortie reste au niveau 1 .

Donner le symbole appropri selon votre rponse

Remplir le tableau:

Broche utilise Nom/rle

1 Masse

2 Dclenchement

3 Sortie

4 RAZ

5 Vref

6 Seuil

7 Dcharge

8 VccRq: 3 et 7 ont le mme type de

commande .

Diagramme Fonctionnel,pour le calcul du seuil.

Correction

Montrer que Tw la dure propre du monostable ou largeur d'impulsion s'crit:

TW=r.C.ln 3 ~1,1 .r. C

Seuil = 2/3 Vcc = uc (Tw)

t= . ln VFINALEV INITIALEVFINALEuc t Tw =

r.C ln[(Vcc-0)/(Vcc-2/3Vcc)]

Donc Tw = r.C ln[Vcc/(Vcc/3)]

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LIENS:

http://pagesperso-orange.fr/alain-nol.soulier/Techno%20Electronique/monostabcmos/MONOCMOS.HTM

http://patrick.furon.free.fr/_elecnumerique/_cours_electronum/_TempoMonostable.htm

http://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_monostables.html

http://patrick.furon.free.fr/_elecnumerique/_logique/_74hc/_74HCintro.html

http://pagesperso-orange.fr/alain-nol.soulier/Techno%20Electronique/monostabcmos/MONOCMOS.HTM

http://www.lyc-vaucanson-lesmureaux.ac-versailles.fr/paoli/tge_exercice_monostable_cor.doc

tge_exercice_monostable_cor.odt

astables_monostables.pdf

signaux.pdf

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http://www.lyc-vaucanson-lesmureaux.ac-versailles.fr/paoli/tge_exercice_monostable_cor.dochttp://pagesperso-orange.fr/alain-nol.soulier/Techno Electronique/monostabcmos/MONOCMOS.HTMhttp://patrick.furon.free.fr/_elecnumerique/_logique/_74hc/_74HCintro.htmlhttp://www.sonelec-musique.com/electronique_bases_monostables.htmlhttp://patrick.furon.free.fr/_elecnumerique/_cours_electronum/_TempoMonostable.htmhttp://pagesperso-orange.fr/alain-nol.soulier/Techno Electronique/monostabcmos/MONOCMOS.HTM