DEPARTEMENT DE PHYSIQUE FILIERE : SCIENCE DE LA MATIERE PHYSIQUE SMP PARCOURS : ELECTRONIQUE MODULE : PROJET DE FIN D’ETUDES LES MULTIVIBRATEURs Encadré par : Mr. AMGHAR Abdellah Réalisé par : BOUDDAHR Mourad AIT AZIZOU Salaheddine ADARDOR Marwane Année Universitaire : 2015/2016 Remerciement Au terme de ce projet de fin d’étude, nous tenons tout d’abord, à remercier notre encadrement monsieur Amghar Abdellah ,et tous ceux qui ont contribué de loin ou de prés à la réalisation de ce travail. But de projet : L’objectif de notre projet c’est de faire une etude générale sur les multivibrateurs, leurs défferents types , leurs principes de fonctionnemt , et leurs applications pratiques. Page 1 SOMMAIRE INTRODUCTION:...................................................................................5 1) les multivibrateurs astables ...................................................................5 2)les multivibrateurs monostables...............................................................5 3) )les multivibrateurs bistables..................................................................6 I. Multivibrateur à base de tronsisteur:...................................................7 1) les multivibrateurs astables ..............................................................................7 1-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement..................................................7 1-2) simulations sous Multisme. ........................................................................................9.. 2) les multivibrateurs monostables ......................................................................10 2-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement..................................................10 1-2) simulations sous Multisme. .......................................................................................11 3) les multivibrateurs bistables ...........................................................................12 3-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement.................................................12 3-2) simulations sous Multisme. .......................................................................................13 II. Multivibrateur à base des portes logiques:.........................................14 1)Multivibrateur astable:............................... .....................................................16 1-1)Schéma de motage:.....................................................................................................16 1-2)Fonctionnement:.........................................................................................................16 1-3)Simulation:..................................................................................................................16 2 )Multivibrateur monostable.............................................................................16 2) Monostable a portes NAND/NOR :................................................................................16 2-1)Schéma de motage:....................................................................................................16 2-2)Fonctionnement: .......................................................................................................17 Page 2 2-3)Simulation:.................................................................................................................18 3)Multivibrateur bistable....................................................................................19 3-A portes NAND/NOR :........................................................................................................19 3-1)Schéma de motage:........................................................................................................19 3-2)Fonctionnement:.............................................................................................................19 3-3)Simulation........................................................................................................................19 III. Multivibrateur à base de NE555:..........................................................20 1) Etude de circuit intègre NE555 :.........................................................................20 1-1) Présentation de NE555 :.................................................................................................20 1-2) Les compositions du NE555 : .........................................................................................20 1-3) Les Diffèrent brochage :.................................................................................................20 1-4) Table de vérité de NE555..............................................................................................20 2) Multivibrateur Astable ……………………….……………………………….…………………….……20 2-1) Schéma de montage :….................................................................................................20. 2-2) Fonctionnement : ………………………………………………………………………………………………….….20 2-3) Calcule de période d’oscilation astable:........................................................................21 2-4) Simulation:………………………………………………………………………………………….……….…………..22 3) Multivibrateur Monostable ……………………………………………………………………………...22 3-1) Schéma de Montage :……………………………………………………………………………………………….23 3-2) Fonctionnement:..........................................................................................................24 3-3) Calcule la durée d’impulsion de sortie (T):..................................................................24 3-4) simulation:....................................................................................................................24 4) Multivibrateur Bistable:……………………………………………………………………………..….26 4-1) Schéma de montage :………………………………………………………………………………………..…….27 4-2) Fonctionnement :…………………………………………………………………………………………………….27 4-3) Simulation:………………………………………………………………………………………………………………28 Page 3 5) Applications des multivibrateurs :………………………………………………………………….29 5-1) Application astable: Feu de circulation.........................................................................29. 5-2) Application monostable: minuteur d’eclerage.............................................................29 BIBLIOGRAPHE:............................................................................................29 Page 4 Introduction Les multivibrateurs sont des montages électroniques qui permettent de générer en sortie une tension rectangulaire plus ou moins stable. En fonction de cette stabilité, on distingue 3 types des multivibrateurs : les multivibrateurs astables, les multivibrateurs monostables et Les multivibrateur bistables. 1. les multivibrateurs astables Les multivibrateurs astables sont des montages électroniques, consistent à générer en sortie un signal rectangulaire périodique bascule entre deux états jamais stable, sans lui appliquer une impulsion de commande. (Par exemple état n°1=10v et état n°2=0v, figure n° :1) Figure I-1 : la configuration astable 2. les multivibrateurs monostables. Un multivibrateur monostable est un montage électronique possédant deux états en sortie. Un état stable (durée indéfinie) et un état instable de durée T fixe, Le passage à l'état instable se produit sous l'effet d'une impulsion de commande ou de déclenchement sous la forme de la figure ci-dessous : Figure I-2 : la configuration monostable. Page 5 3. lesmultivibrateus bistables. Un multivibrateur bistable est un circuit électronique possédant deux états stables en sortie. Le passage d’un état à l’autre se produit sous l'effet d’une impulsion de déclenchement sous la forme de la figure ci-dessous. Figure I- 3 : le schéma représente le bistable. Tout multivibrateur comporte obligatoirement les composants suivent : Un ou plusieurs éléments actifs (transistors, ports logiques…). Des condensateurs pour accumuler de l’énergie. Des résistances pour dissiper de l’énergie. En fonction de leurs composants on distingue 3 types des multivibrateurs : Les multivibrateurs à transistor. Les multivibrateurs à ports logiques. Les multivibrateurs à NE555. Page 6 Chapitre I: Les multivibrateurs à BASE DE transistors. 1) le multivibrateur astable. 1-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement. Le schéma du montage: Le schéma d’un multivibrateur astable à transistor est donné par la figure cidessous. T1 et T2 sont deux transistor identique fonctionnent en commutation ou bloqué/saturé (c-àdire Soit 𝑉𝐵𝐸 < 0.7 ⇒ 𝐼𝐶 ≈ 0 𝑒𝑡 𝑉𝐶𝐸 ≈ 𝐸 ⇒ le transistor est bloqué ou Soit 𝑉𝐵𝐸 > 0.7 ⇒ 𝐼𝐶 = 𝐼𝐶𝑆𝐴𝑇 et 𝑉𝐶𝐸 ≈ 0⇒ le transistor est passant), et ils sont couplés par deux condensateur qui relient le collecteur de l’un à la base de l’autre. Les valeurs des résistances sont choisies pour assurer la saturation complète des transistors.( 𝑅𝐵 < 𝛽𝑅𝐶 ). Principe de fonctionnement: Au moment de la mise sous tension, les deux condensateurs se chargent rapidement à travers 𝑅𝐶1 𝑒𝑡 𝑅𝐶2 et les deux transistors 𝑇1 𝑒𝑡 𝑇2 tendent à se saturer, mais un va se saturer avant l’autre. On suppose que 𝑇1 qui va se saturer le première. Cela signifie que: 𝑉𝐶𝐸1 ≈ 0 donc l’armature positive de 𝐶1 est mise à la masse et on a 𝑉𝐶1 + 𝑉𝐵𝐸2 = 0 𝑉𝐵𝐸2 = −𝑉𝐶1 le transistor 𝑇2 se bloque et 𝑉𝑆2 = 𝑉𝐶𝐶 𝑒𝑡 𝑉𝑆1 = 0. en ce temps le condensateur 𝐶2 se charge à traverse la résistance 𝑅𝐶𝐸2 jusqu’à la valeur𝑉𝐶𝐶 − 0.7, et 𝐶1 se décharge avec une constante du temps : τ1 = 𝑅𝐵2 𝐶1 (voir la figure N°:3) . après un période du temps déterminé par τ1, le condensateur 𝐶1 va se décharger complètement, après il va commencer à Page 7 se charger en inverse à traverse la résistance 𝑅𝐵2, la tension VC1 passe d'une valeur positive à une valeur négative et va tendre vers -VCC. Pour VC1=-0,7V VB2=0,7, le transistor T2 va commencer à conduire et va se saturer, ceci va entraîne que VCE2=0 et 𝑉𝑆2 = 0 donc VBE1+VC2=0 VBE1=-VC2 alors le transistor T1 va se bloquer 𝑉𝑆1 = 𝑉𝐶𝐶 . le condensateur C1 va se charger rapidement à traverse 𝑅𝐶1 jusqu'à la valeur de 𝑉𝐶𝐶 − 0.7 𝑒𝑡 𝐶2 se décharge avec une constante du temps : τ2 = 𝑅𝐵1 𝐶2 (voir la figure N°4 et 5). après un période du temps déterminé par τ2 le condensateur 𝐶2 va se décharger complètement, après il va commencer à se charger en inverse à traverse la résistance 𝑅𝐵1. la tension VC2 passe d'une valeur positive à une valeur négative et va tendre vers -VCC. lorsque VC2=-0,7V VBE1=0,7. le transistor T1 va commencer à conduire, et va se saturer, ceci va entraîne que VCE1=0 et 𝑉𝑆1 = 0 VBE2+VC1=0 VBE2=-VC2 le transistor 𝑇2 se bloque 𝑉𝑆2 = 𝑉𝐶𝐶 et le cycle recommence. 𝑇1 : Est la durée de saturation du transistor 𝑇1 , c-à-dire le temps nécessaire pour que le transistor 𝑇1 passe de l’état saturée à l’état bloquée 𝑇2 : Est la durée de saturation du transistor 𝑇2 , c-à-dire le temps nécessaire pour que le transistor 𝑇2 passe de l’état saturée à l’état bloquée. 1-2) calcule approché de la période du multivibrateur Dans ce calcule, on suppose que la tension de saturation des transistors sont nulles. On prend comme origine des temps l’instant auquel 𝑇1 se sature. Cela signifie qu’à t=0; 𝑉𝐶1 = 𝑉𝐶𝐶 Page 8 Et t>0; 𝑉𝐶1 𝑡𝑒𝑛𝑑 𝑣𝑒𝑟𝑠 − 𝑉𝐶𝐶 . ′ 𝑉𝐶1 = −𝑉𝐶1 L’équation de la charge de 𝐶1 est : 𝑅𝐵2 𝐶1 les solutions générale et particulière sont ′ (𝑡) : 𝑉𝐶1 = 𝐴𝑒 ′ (𝑡) 𝑑𝑉𝐶1 𝑑𝑡 −𝑡 𝑅𝐵2 𝐶1 ′ (𝑡) + 𝑉𝐶1 = 𝑉𝐶𝐶 , ′ (𝑡) et 𝑉𝐶1 = 𝑉𝐶𝐶 −𝑡 ′ (𝑡) ′ (0) ′ (𝑡 𝑉𝐶1 = 𝐴𝑒 𝑅𝐵2𝐶1 +𝑉𝐶𝐶 .==> à t=0, 𝑉𝐶1 = −𝑉𝐶𝐶 −𝑉𝐶𝐶 = 𝐴+𝑉𝐶𝐶 A=−2𝑉𝐶𝐶 . et à t>0, 𝑉𝐶1 > ′ 0) 𝑉𝐶1 𝑡𝑒𝑛𝑑 𝑣𝑒𝑟𝑠 𝑉𝐶𝐶 . ′ ( ) 𝑉𝐶1 𝑡 = 𝑉𝐶𝐶 (1 − 2𝑒 −𝑡 𝑅𝐵2 𝐶1 ) ′ (𝑡 ) Le système bascule dans l’autre état à 𝑡1 tel que 𝑉𝐶1 1 = 𝑉𝐵2 = 0. On en déduit que : 1 2 =𝑒 −𝑡1 𝑅𝐵2 𝐶1 𝑡1 = 𝑇1 = 𝑅𝐵2 𝐶1 log(2) 𝑇1 =0.7𝑅𝐵2 𝐶1 . On calcule de même la durée 𝑇2 du transistor 𝑇2 , on trouve 𝑇2 =0.7𝑅𝐵1 𝐶2 . la période d’oscillation du multivibrateur astable est donnée par la relation : 𝑇 = 𝑇1 + 𝑇2 𝑇 = 0.7(𝑅𝐵2 𝐶1 +𝑅𝐵1 𝐶2 ). Remarque : ce calcule est approchée car le basculement se produit en réalité quand 𝑉𝐵2 = 0.7 pas 𝑉𝐵2 = 0. 1-3) simulations sous Multisme. Le schéma du montage sous Multisim est donné par la figure ci-dessous. Page 9 Rc1 1kΩ V1 12V RB2 85kΩ RB1 85kΩ C1 C2 150nF 150nF RC2 1kΩ XSC2 Ext Trig + _ B A XSC1 + _ + _ Ext Trig + _ B A + _ + _ T1 T2 2) le multivibrateur monostable. 2-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement. Le schéma du montage: Le schéma d’un multivibrateur monostable à transistor est donné par la figure ci-dessous. T1 et T2 sont deux transistor identique fonction en commutation ou bloqué/saturé. la base de T1 et reliée au collecteur de T2 par la résistance𝑅𝐵1 . la base de T2 et reliée au collecteur de T1 par le condensateur𝐶1 . Principe de fonctionnement: En absence de l'impulsion de déclenchement durant l'état stable, le transistor T2 est saturé et la saturation de T2 entraîne le blocage de T1, donc Le condensateur 𝐶1 se charge rapidement à travers RC1 jusqu’à la valeur VC1=VCC-VBE2. Page 10 Lorsqu'on applique une impulsion d'amplitude suffisante à la base de T1, le transistor T1 se sature et la saturation de T1 bloque T2, car le collecteur de T1 est mise à la masse et on aura VC1+VBE2=0 VBE2 =-VC1 et VS≈VCC. Ensuite 𝐶1 se décharge avec une constante du temps : τ1 = 𝑅𝐵2 𝐶1 après un période du temps déterminé par τ1 le condensateur 𝐶1 va se décharger complètement, puis il va commencer à se charger en inverse à traverse la résistance 𝑅𝐵2 , 𝑒𝑡 la tension VC1 passe d'une valeur positive à une valeur négative et va tendre vers -VCC Lorsque VC sera égale à -0,7V VBE2=0,7V, le transistor T1 sera de nouveau bloqué et T2 saturé VS= 0 , le système revient à l’état stable (voir les figure ci-contre). La durée propre T du monostable à transistor. T est la durée de saturation du transistor T1 qu’on a calcule précédemment: T=0.7𝑅𝐵2 𝐶1 . 2-2) simulations sous Multisme Le schéma du montage sous Multisim est donné par la figure ci-dessous. Page 11 XSC1 Rc1 10kΩ RB2 120kΩ RC2 10kΩ Ext Trig + _ B A + V1 12V C1 R1 4.7uF 15kΩ T1 V2 0.7V _ + _ T2 S1 Key = Space . 3) le multivibrateur bistable. 3-1) Schéma du montage et principe de fonctionnement. Le schéma du montage: Le schéma d’un multivibrateur bistable à transistor est donné par la figure ci-dessous. T1 et T2 sont deux transistor identique fonction en commutation ou bloqué/saturé. la base de T1 et reliée au collecteur de T2 par la résistance𝑅𝐵1 . la base de T2 et reliée au collecteur de T1 par la résistance𝑅𝐵2 . Principe de fonctionnement: Au début en absence d'une impulsion de déclenchement, le transistor T1 est bloqué et T2 saturé. A l'instant t1 on applique la première impulsion d'amplitude suffisante à la base de T1, le transistor T1 se sature et la saturation de T1 bloque T2, car le collecteur de T1 est mis à la masse et on aura VS≈ VCC. Après la disparition de l'impulsion à l'instant t2, la saturation de T1 est maintenue à travers RC2 et RB1. A l'instant t=t3 on applique une impulsion négative à la base de T1 Le transistor T1 se bloque et le blocage de T1 entraîne la saturation de T2 VS≈0 Page 12 Après la disparition de l'impulsion, la saturation de T2 est maintenue travers RC1 et RB2. (voir la figure N°13). 3-2) simulations sous Multisme. Le schéma du montage sous Multisim est donné par la figure ci-dessous. Rc1 10kΩ V1 12V RC2 10kΩ R2 XSC2 Ext Trig + R1 _ B A 15kΩ 15kΩ T1 + _ + _ T2 S1 S2 V2 0.7V Page 13 CHAPITRE II MULTIVIBRATEURS A PORTES LOGIQUES 1) Multivibrateur astable a base portes logiques : On peut réalisée le modes astable soit avec les portes logiques NAND ou bien NOR mais le principe est prique le meme. 1-1) ASTABLE A PORTES NAND : 1-1-2) Schéma de motage: Le schéma ci-dessus représente l’astable avec les portes NAND: Figure II-1 : astable avec les portes NAND. 1-3) Fonctionnement: À t=0 En prendre comme hypothese Vc=0 et Ve=0 Vs1=E et vs2=0 le condansateur va se charger à traverse la resistance R avec un constant de temps égale à RC voir la figue ci dessous: Figure II-2 :schéma equivalent au charger directe. et à t=t1-ep just avant le basculement on a ve=vc=vsauil ET VR=vs1-vseuil pour t=t1 ou vc depasse la valeur de vseuil, il y a le basculement vs1=0 et vs2=E et vc≈vseuil Page 14 et ve=vs2+vc=vp voir la figure ci-dessous Figure II-3 :schéma equivalent au charger en inverse. Le condansateur va se decharger et va comencer à se charger en inverse donc il va passer d’une valeur positive à une valeur negative et il va tendre vers -E .et à t=t2-ep just avant le deuxieme basculment on a ve=vseuil et vc=ve-vs2=va; pour t=t2 ve va depasser vseuil bonc il y a le basculment vs2=0 ;vs=E et vc=-va voir la figure cidessous: Figure II-4 :schéma equivalent au charger directe. Donc le condansateur va se charger à nouveau en direct et va tend vers E et à t=t3 quand vc depasse vseuil il y a un nouveau basculment et le cycle recomence (voir la figue N°...) Figure II-5 :garaphique présent les défferent tonsion Vc,Ve ,Vs. Page 15 1-4) Simulation: La figure II-6 représente la simulation sous circuit wizard: Figure II-7 : Graphique représente l’entrée en bleu et le sortie en rouge, de l’ Astable avec les portes NAND. 2) Multivibrateur monostable a base portes logiques : 2-1) MONOSTABLE A PORTES NAND/NOR : 2-2) Schéma de motage: Les montages de la figure 1et 2 montre la réalisation du monostable à l’aide des portes NOR et à l’aide des portes NAND Page 16 Figure II-7 :schéma monostable à des NAND. Figure II-8 :schéma monostable à des NOR. 2-3) Fonctionnement: Monostable à ports logique nand: Pour le monostable à portes logique nand le passage de l’états stable à l’états instable se fait par l’application d’une impulsion de commode négatif à l’entrée se la forme de la figure ci-dessous : Figure II-9 :l’impulsion d’entrée pour les NAND. Avant l’application de l’impulsion de commande, on se trouve dans l’états stable. Le condensateur et complètement déchargé Vc=0 ;Ve2=0 Vs=E. Après l’application de l’impulsion de commende : Ve=0 ; Vc=0et Ve2=EVs=0.(voir la figure ci-dissous) Figure II-10 : schéma equivalent au charger directe. Page 17 Le condensateur se charge à travers la résistance R et va tendre vers E avec une constante du temps T=RC. quand Vc=E-Vseuil Ve2=Vseuil, le système revient à l’états stable. Figure II-11 :garaphique présent les défferent tonsion Vc,Ve , Ve2,Vs. 2-4) Simulation: Le schéma ci-dessous représente la simulation sous circuit wizard : La figure II-12:montage à des NAND realisée le monostable. Figure II-13 : schéma représente monostable avec les portes logiques Page 18 3) Multivibrateur bistable a base portes logiques : 3-1) Schéma de motage: Ce schéma répresent la bascule bistable Figure II-14 : le bistable avec les portes NAND. Figure II-15 : le bistable avec les portes NOR. 3-2) Fonctionnement: Le mode bistable à portes logique est le plus simple ,la sortie changer d’état sous l’action d’un signal d’entrée , puit conserve cette état. Pour la bistable par des portes NAND,R et S sont reliée à l’alimentation Vcc, donc la sortie à l’état stable haut . Pour la bistable par des portes NOR,R et S ne sont pas reliée à l’alimentation Vcc, donc la sortie à l’état stable bas . Pour les deux ,La command set est applique un impulsion qui basculée l’état de sortie à l’état bas qui est à son tours stable , conrerement la command rest qui fait revenir l’état de sortie à l’état stable bas . 3-4) Simulation :La simulation sous circuit wizard : FigureII-16 :le bistable avec les portes NOR et leur graphe. Page 19 CHAPETRE III LES MULTIVEBRATEUR A BASE DE NE555 1) Etude de circuit intègre NE555 : 1-1)Présentation de NE555 : Le NE555 est un circuit intégré, il été créé en 1970 par Hans R Camenzind et commercialisé en 1971, et utilisé pour la temporisation ou en mode multivibrateur, et voici leur schéma détaillé et leur principales caractéristiques : fonctionne sous des tensions d’alimentations de 4.5V à 16V. intensité maximale de sortir de 200mA. Fréquence maximale 2MHz. Stabilité en température 0.005% par °C. 1-2)Les compositions du NE555 : Le NE555 est contient 23 transistors, 2 diodes et 16 résistances qui forment 5 éléments principaux : Figure III-1: Schéma détaillé du NE555 Figure III-2:Schéma simplifie du NE555 Trois résistances : Qui permet de divise la tension à des tiers sont respectivement de 1/3Vcc et 2/3Vcc Deux comparateurs: Page 20 Le comparateur de tension est circuit qui les deux tensions d’entrée et donnée un sortie dépend d’entrée tell que : Si V1>V2Vs=1 Si V1<V2Vs=0 Figure III-3 : schéma de comparateur Une bascule RS: La bascule RS est un circuit séquentiel qui contrôlée par les deux comparateurs, la table de vérité de ce dernier : Un inverseur Un transistor: R S Q 0 1 0 1 0 0 1 1 mémoire 0 1 indéterminé Qui permet de mise à la masse le condensateur pour la décharger à chaque saturation Les Diffèrent brochage : Broche 1: Masse (alimenation 0V). Broche 2 : Déclenchement commander l'état de la sortie (état haut ou état bas) et l'état du transistor (bloqué ou passant). Broche 3 : Sortie Broche 4 : RAZ (remis à zéro) Remise la sortie à zéro d’ou Met au repos de la bascule RS Broche 5 : Tension de référence (2/3Vcc). Broche 6 : Seuil : commander l'état de la sortie (état haut ou état bas) et l'état du transistor (bloqué ou passant). Figure III-4 : brochage du NE555 Broche 7 : Décharge un condensateur place entre cette broche et la masse, on commande la décharge rapide du condensateur dans le transistor Broche 8 : Alimentation (comprise entre 4,5V et 16V) Page 21 1-3)Table de vérité de NE555: La fonctionnement du NE555 peut prendre 4 état déffrent: RESET Déclenchement Seuil SORTIE TRASISTOR 0 X X 0 Actif 1 <1/3Vcc X 1 Inactif 1 >1/3Vcc >2/3Vcc 0 Actif 1 >1/3Vcc <2/3Vcc Valeur précédente Figure III-5:Table de vérité 2) Astable à base de NE555 : 2-1) Schéma de montage : La configuration astable permet d'utiliser le NE555 comme oscillateur. Deux Resistances(R1 et R2) et un condensateur C permettent de modifier la fréquence d'oscillations f=1/T et surtout le rapporte cyclique. FigureIII-6:montage astable a NE555 2-2) Fonctionnement : Pour ce type de mode on utilise la charger et la décharge du condensateur C, on peut détail ce fonctionnement d’après le tableau suivant : Avec R et S sont respectivement les sorties des comparateur COM1 et COM2 et aussi sont des entrées de la bascule. Page 22 /Q R 0 S L’état de transistor 0 t0≤t<t1 t1≤t<t2 Q (Sortie) 1 bloqué 1 0 1 Bloqué 1 0 passent 0 R 1 t2 S 0 R 0 t2<t<t3 S 0 charge à traverse les deux résistances R1 et Vs à l’état haut R2 avec constant de temps 𝜏1 = (𝑅1 + 𝑅2 )𝐶 La bascule est dans l’état mémoires d’où la sortie est encoure à l’état haut. Le condensateur se mettre à se décharger Changement à traverse de R2 avec un constant de temps d’état du 𝜏2 = 𝑅2 C. niveau haut au niveau bas. décharger tant que Vc<2/3 1 0 passent R 0 t3 t3<t S Description Vc(t) a dépassé 1/3Vcc et Continue à se charger tant que Vc<2/3Vcc R 0 S L’état de condensateur 1 0 1 Bloqué Le condensateur se mettre à se charge à traverse les deux résistances R1 et R2 CV(t) dépasse le 2/3vcc la sortie retourner à l’état bas. Changement d’état du niveau bas au niveau haut. juste après t3, l’état de sortie va revenir l’état de t1≤t<t2. et le cycle recommence. 2-3) Calcule de période d’oscilation astable: T=T1+T2 T1=t2-t1: la durée de charge de C à 1/3Vcc jusque 2/3Vcc à traverse R1 et R2 T2=t3-t2: la durée de décharge de C à 1/3Vcc jusque 2/3Vcc à traverse R2 Pour T1: 𝑡 On a equation de chrage de condensateur est 𝑉𝑐 (𝑡) = 𝑉𝑐𝑐 (1 − 𝑒 − ⁄𝜏1 ) avec 𝜏1 = (𝑅1 + 𝑅2 )𝐶 t1 est la temps lorsque 𝑉𝑐 (𝑡1) = 1/3𝑉𝑐𝑐 (𝑡) t2=-ln(2⁄3)𝜏1 =0.4𝜏1 t2 est la temps lorsque 𝑉𝑐 (𝑡2) = 2/3𝑉𝑐𝑐 (𝑡) t2=-ln(1⁄3)𝜏1 =1.1𝜏1 donc T1=(1.1-0.4)𝜏1 =0.69𝜏1 Pour T2: Page 23 𝑡 On a equation de dechrage de condensateur est 𝑉𝑐 (𝑡) = 𝑉𝑐𝑐 𝑒 − ⁄𝜏2 Avec 𝜏2 = 𝑅2 C t2 est la temps lorsque 𝑉𝑐 (𝑡2) = 2/3𝑉𝑐𝑐 (𝑡) t2=-ln(2⁄3)𝜏2 =0.4𝜏2 t3 est la temps lorsque 𝑉𝑐 (𝑡3) = 1/3𝑉𝑐𝑐 (𝑡) t2=-ln(1⁄3)𝜏2 =1.1𝜏2 donc T1=(1.1-0.4)𝜏1 =0.69𝜏2 finalement T=0.69𝜏2 +0.69𝜏1 T=0.69(R1+2R2)C 2-4) Simulation sous circuit wizard : figure III-7, montre le montage à réaliser pour avoir la fonction astable à NE555 le graphe de la tension de sortie est le montre en rouge dans la figure ci-dessus. figure III-8 Page 24 3) Monostable à base de NE555 : 3-1) Schéma de Montage : le schéma ci-dessous est répresentée Le NE 555 en « monostable », Une impulsion en entrée (broche 2) déclenche en sortie une temporisation de durée T. FigureIII-9:montage astable a NE555 3-2) Fonctionnement: On utilise la charge d'un condensateur C à travers la résistance R. t0<t<t1 t1<t<t2 t2<t<t3 R S R 0 0 0 S 1 R S 0 0 R Q /Q 1 0 Passent 0 1 Bloqué 0 Bloqué 1 T3<t 1 S 1 L’état de transistor 0 0 Passent L’état de condensateur Description N’active pas, car il mise à la masse Le condensateur ne pas miser a la masse, d’où il charge à traverse la résistance spontanément Continue de se charger tant que Vc<2/3Vcc Vs à l’état stable (bas). Le condensateur mise à la masse, d’où il décharger rapidement et la tension aux d’il sa nulle Vs à l’état instable (haut). Vc(t) est passe 1/3Vcc, mais la sortie encoure à l’état haut. Vc(t) dépasse le 2/3vcc la sortie retourner à l’état stable (bas), Le montage reste dans cet état en attendant la prochaine impulsion en broche 2. Page 25 3-3) Calcule la durée d’impulsion de sortie (T): on a 2/3Vcc=Vcc(1-𝑒 −𝑡/𝜏 ) d’ou 𝑒 −𝑡/𝜏 =1/3 et ln(1/3)=1.1 => 2/3=1-𝑒 −𝑡/𝜏 => t=RC.ln(1/3) finalement t=1.1RC 3-4) Simulation sous circuit wizard: La figure III-10 montre le montage à réaliser pour avoir la fonction monostable à NE555. la figure11 ci-dessous est répresentée le graphe des tensions,la tension de sortie est le montre en violet. figure III-10 figure III-11 4) Bistable à base de NE555 : 4-1) Schéma de montage : Ce montage représentée le schéma de circuit intégré en mode bistable. Ce mode permet de passer d’un état à un autre par une action extérieure sur les deux brochages 2 et 4, et il est plus simple que les autres modes car on n’a pas besoin de condensateur. FigureIII-12:montage bistable a NE555. Page 26 4-2) Fonctionnement : Avent d’applique une impulsion (1→0→1) ou bien un command ,la sortie des deux comparateurs égales à 0 ,d’où la bascule mémoire l’état précédent(l’état bas qui est stable) , et après le command le comparateur bascule et provoqué le passage de la sortie à l’état haut qui est à son tour stable, et il reste dans cet état en attendant la prochaine implusion en broche 4 qui remise à zéro la bascule d’ou force à la sortie revenir à l’état bas. 4-3) Simulation sous circuit wizard : les schéma ce-desse montre le montage à réaliser pour avoir la fonction monostable à NE555 ainsi que le résultat de simulation figure III-13 figure III-14 Page 27 5) Application des multivibrateurs : 5-1) Application de mode astable : On peut utiliser ce mode pour temporise le fonctionnement d'un feu de circulation comme la suivant : figure III-15 5-2) Application de mode monostable : On peut utiliser ce mode pour éclairer les escaliers d’un bâtiment de façon temporaire c’est à dire à chaque command d’un habitant la lumière s’allume dans une durée précise, afin d’éviter le gaspillage d’énergie. figure III-16 Page 28 BIBLIOGRAPHE: www.electrosome.com www.cours-techniques.blogspot.com www.myprojectz.com. www.electronics-tutriasls.ws encylopedie de la technologie industrielle. http://sam.electroastro.pagespersoorange.fr/dossiers/5 55/555.htm https://fr.wikipedia.org/wiki/NE555 http://www.abcelectronique.com/forum/archives/2005/03/05-03-2005.php http://sam.electroastro.pagesperso-orange.fr/dossiers/555/555.htm Page 29
