Etude du circuit ne 555

Etude du circuit NE555 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin [email protected] Auteur : Musclor [email protected]

Etude du circuit NE555 Introduction Le circuit intégré NE555 a été conçu pour les applications de temporisation (Timer). Ses durées de commutation inférieures à 100ns à la descente et à la montée le rendent plus performant que les amplificateurs opérationnels courants (vitesse de balayage du TL81 : 13V/µs). les très nombreuses réalisations l’utilisant le classent parmi les circuits intégrés les plus familiers. 1. Description fonctionnelle du C.I. NE555

1.1 Schéma synoptique La présentation courant est celle d’un boîtier plat de 8 broches :

(1) GND (Masse) (2) Trigger (Déclenchement) (3) Output (Sortie) (4) Reset (Remise à zéro) (5) Control voltage (Vréférence) (6) Threshold (Seuil) (7) Discharge (Décharge) (8) Vcc

R0

1

R0

R0


1.2 Analyse de fonctionnement des comparateurs Comparateur 1.

Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc32e1 =−

Lorsque Vcc32e1 ⟨+ alors Vout1 = 0V

Lorsque Vcc32e1 ⟩+ alors Vout1 = Vcc

Comparateur 2.

Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc31e2 =+

Lorsque Vcc31e2 ⟨− alors Vout2 = Vcc

Lorsque Vcc31e2 ⟩− alors Vout2 = 0V

1.3 Rôle de la bascule RS. L’entrée (4) de remise à zéro (Reset) permet, lorsqu’elle est connectée à Vcc, de

rendre la commande de Q aux entrées R et S.

• Table de vérité de la bascule RS :

Entrées Sorties S R Q /Q 0 0 mémoire mémoire 0 1 mise à zéro mise à un 1 0 mise à un mise à zéro 1 1 état interdit état interdit

2. Fonctionnement en astable


D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique de l’astable.

Placer sur le schéma la ddp du condensateur, notée Vc et la ddp de la sortie (Out), notée V3 Prenons comme point de départ d’un cycle de fonctionnement l’instant t = 0s où Vc vient d’atteindre Vcc/3 en décroissant. A t = 0- : R = 0 ; S = 0 ; Q = 0 ; /Q = Vcc ; V3 = 0 et le transistor T est saturé.

A t = 0+ : Vc atteint Vcc/3 Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :

R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………

On suppose les résistances d’entrée des broches (2) et (6) infiniment élevées. Dessiner le schéma simplifié.


D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Donner l’expression de la constante de temps : τ1 = …………………… Soit l’équation de la ddp d’un condensateur : τ

−−+= tFIFC e).VV(V)t(V

Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = ………….

Ecrire dans ce cas, l’équation (a) de Vc(t) : Vc(t) = …………………………………

D’après l’équation (a), Déterminer l’expression du temps T1 :

La ddp Vc croît : Vcc32Vcc3

1 <<Vc

Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………

A t = T1 : Vc atteint Vcc32




Donner l’expression de la constante de temps : τ2 = ……………………


Ecrire dans ce cas, l’équation (b) de Vc(t) : Vc(t) = …………………………………

A t = T1 : Vcc32Vc =

Dessiner le schéma simplifié.

La ddp Vc décroît : Vcc32Vcc3

1 <<Vc


A t = T2 : Vc atteint Vcc31



On constate que la situation du système est la même qu’à l’instant t = 0s. Un cycle vient d’être décrit.

D’après l’équation (b), Déterminer l’expression du temps T2 :

A t = T2 : Vcc31Vc=


Donner l’expression de la période T du système :


Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 : 3. Fonctionnement en monostable

D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique du monostable.

Vc

V3

Vcc

Vcc/3

Vcc

T1 T t

t


Placer sur le schéma la ddp du signal de déclenchement (Trigger), notée V2, la ddp du condensateur, notée Vc et la ddp de la sortie (Out), notée V3

Une source de tension V2 fournit le signal de déclenchement du monostable, son amplitude est supérieure à Vcc/3. • A l’instant t = 0s, le système est dans un état stable : V2 = Vcc ; Vc = 0V ; R = S = 0 ; Q = 0 ; /Q = Vcc et le transistor T est saturé.


Donner l’expression de la constante de temps : τ = ……………………


Ecrire dans ce cas, l’équation (c) de Vc(t) : Vc(t) = …………………………………

• A t = 0+ : V2 bascule de Vcc à 0V. Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :


On suppose la résistance d’entrée de la broche (6) infiniment élevée. Dessiner le schéma simplifié.

La ddp Vc croît : Vcc32<Vc et V2 bascule de 0V à Vcc




D’après l’équation (c), Déterminer l’expression du temps T1 :

• A t = T1 : Vc atteint Vcc32


A t = T1 : Vcc32Vc=



Le système retrouve son état initial.

Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 :

• A t = T1++ : Vc = 0V et V2 = Vcc Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :


Vc

V3

Vcc

Vcc/3

Vcc

T1 t

t

t

V2

T1

t’

T2

T2

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