Guide du Technicien en Électronique - Hachette Technique

C . CIMELLI
R. BOURGERON
By dali200821
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1 Résistances
SYMBOLES
1• 1 Loi d'Ohm
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COI'I:!ucIu 1"'I'11II'I1 rHlstif ou rtsistor) ne toI.r:"Iss.W q.III
de rMer(/l& ~ es! b;laIe al prooiil de la résisWQ R
de ce oorduct!ll pa' rl1l1ensdé / 6.1 ro...mt ~ le traverse.
Variante 1
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1--
R " !!..
1
U" RI
R _rmta'lCe en drns 10).
1 : am:. en ~es W.
U : (jIè'era (je ~9'.te EI'I '>'Ols M.
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RésÎslors en série
1• .:!1 Résistors en parallèle
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1
1
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..
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1
•
1•
Résistance d'un conducteur
R=, -1
•
R r6sisla...œen~.
( loogœ.I en mè:res (mlp -thstMtllenctml.mèIres,fl. m\
s sect01 en m/IITes carrés.
la rèsi Sh~lté varie a~ec !a température el enlrajne une
l'!II'Iabon cM! le résislara !II'e: la t~ture
P"Palt +It.')
, : résistivlté EI'I dms . mèUes (n .m),
Pl: rtSIsIr<iIé poI.oI". O'CM
n.m.
ft
:"oA".da~e !"C·'1
• : terripilla.lR en degrt CelsUs "C.
1. " Pu issance di ssi pée
La pussa1Ct es! ~ diSSIPée pa' ef!a"bJe.
En continu
En alternatif
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ORDRE DEGRANDEUR DE LA R ~JSTl vrrt m, ml
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1.12.10'"'
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ORI)RE DE GRANDEUR DU coa:flCIENT ., ("C' 'I
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1. 5 Princi paux (ypes
1. 51 Résistors bobinés
lis SQIlI OOISrllIS par I.rl OObi'lage de fil réSlSlant {rîC/Yom V)
sur un SI1XI(:\1 réfractate ayant ISle Wt'lEl tEll\lll Q1 températtXe.
l'Iissance 3 Wt 200 W
1. 51 Résistors bobinés de précision
as sont ooterJJS la' LI1 bctlirlage de fii en ~ tel le man-
g;nn Cl.! le ();)1$tantan, autcu 00 bâtc«!€~ en plastlQJe ru lJl
SlOObte.
1. 53 Résistors à couche de carbone
Ils sont obll!flUS par une dépose par ~'rolyse de carlXw'le sur
LI1 billonnel en céramique préalab'enen1 CUiI au ru
1. ). Résistors à couche métallique
ns SOOI obtEfflS par l'évaporatoo de di~érents métaJl: (or.
8 1===
patil1e, rhodiun, palad'un);IJ' un bâtCMel en c€famqJe 00
en verre.
• 55 Résistors verre-métal à couches
épaisses
Ils SQIlt oblenus ~ I.rl dépôt par séridt~ de pâtes résIs·
tarltes sur des SlWOfI5 en cEJamique 00 en <U.H~,1le
MODË LE ËaU IVALENT EN HAUTE FRËQUENCE
,------------ -1
1. 56 Résistors agglomérés
Ils soot 00t1lll.$ ~ LI1 rootCage da1S LI1 Itbe eo bakéile de
iWe réSst~e C()"I'Iposée de siee, (je tl<MUte, ru de cwbcœ.
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1. 6 Principales caractéristiques
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~ - - -- ------------- -
1. 61 Comportement en fréquence
le comportement des réslstols varie en tonction de la
'......
CO),1POR'ŒMENTOES RlÔS tSTORS BOBI NËS
DE PRÉCISI ON À 1 M HZ
l MlUkn
~t
1. 62 Comportement en tension
Le cœtfk:ierl de tension, exprimé Q1 pp-nlV 11O-~Nl. permet
d'€vaIuer ~ v811atiOns de la va!ar de la résJsfanœ causée
par la différence de poten1ie1 appliqtlée à ses Wnes.
RËACfA:-ICE DES RÉS ISTORS BOBINÉS DE PREciSION
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°
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1 . 6~ Comportement en température
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DËO.~W AOME1TANT 500 V
R=R o (1+ol)
o . coofliclefrt cie tempiKallXe &pnmé 00 pptTII'"C 11(J6rCI.
1 : t~ll1e an degrés Cetws.
Ro: réSistan::e à O"C.
R : réSIS:a<œ à l 'C
PON)
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,
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1. 0- Tension llIaximale et limite en
pUissance
Les résistlXS sant dimeosioonés génÉ1a1er1{l!lt DCO" powof
~
0'
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'00
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dissiper une pUissance ma~imale, mais, pour certaines
awkatrons, le facleu' lrf'IJtarlt n'est plus la ~ maiS la
lensioO ffiW'la1e admissiJle aux bornes de œIte-ci.
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POOl" les faibles valeurs des résistlXS,la tensm maxmaIe est
imitée par la ptissaoœ rnamta!e adJniss,iJe IE_· VPR J.
Pour tes tris fories valeurs des résistco, la pvssanœ il
dissW est ~~ée par la ter.SIOI1 fl"k1".CfllaIe ((Me ~ la rigidité
du diéilctri(JJej.
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10k!lIOO ~ O 1 Mn 10Mn
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TensiOll maximale iIo ne pas dolpasser
Puissance maximale iIo ne pas dépasser
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PUISSANCE ET BRUITTHERMIQUE
~
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Brui! Ihennique
1 est 00 au fI"lO\NeffieI1I cIéso"dcmé des portlm élect~
d'l(l matÉriIJ sous l'ilftueoce d'lJfle températlle et provoque
une tension (ou un courant s'éaloire) dont l'amplitude esl
bxtlOfl cie la température du matérIaU.
Puissance et bruit them1Îque
Ptis.saa";:e cfGsipée pa! le signal El') (WIs 1.11 résistor de 1 fi.
R
1
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V 2IHz
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A. O.
Po: puissooœ eo wang.
Elin: <*lsité spectrale de rxHssanœ (V11Hz).
M : bande éQIJvaIetJte de bruit (Hz).
PIissance maxi'MIe de bnit disp:rilIe SIS charge adaIltée
~
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P.... "tf.lf
P_ : piJ:ssaoce en watts.
k : COOS:Mt9de BŒtzrnim (1,38,IO- n J X 1).
t : tempéralu"e (l<: KeI'Ym).
M : bande éqLiva1ente de bruit (Hl).
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le passage iii cour~t élec1rq.oe dans 00 élément résistl! est
à 1'0f'90B d'oo b!U1 Sl.WIémentat"e appelé tru,t· Mers -,
Sa dMsué spectrale est en {r'j et son ,nfluence est
SPECTAALE DE BRUIT EN EXC~S
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~eenbase~,
Ce truI en excès est QLIMlM ~!.fI roex (Je brut
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nIex 00 i'dex (Je truc I!fl
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~VlVldêcade
~cl!C&'lé(Jeelll:lll illVl.
R6s1s1Ol' agglomoirft
V~ : tensioo liecte iIUJ: bal18S cl! rès.sta IV).
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Résistance d'un conducteur
cyl indrique parcouru par un courant
alternatif
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&ut en .xc6\!
BrvI1 thermiQue
: 0,25 \ O,17B+ (O,OO2-} \ ";' )'
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k : rapport ootre la rèslstM1Ce en altemalll R,I!IIa rèsls:.rœ
en COIIInI Rt,
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s sacboo elllmt
p pém'lètre en II1II.
Il. ' ~érelaWe.
1 :!<éQuenœ M Hz.
p : résrstMlé ro il.m.
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PROPR IÉTtS ET LIMITES DES RÉSISTORS
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2 Potentiomètres
SYMBOlES
Ahbtal
Un potenllOOlè:re permet le réglage de la tensKr\ dans !.l'I
c.cut C'es! !.l'I êIêrr8lt résIsII œnc la rèsIsIance est YntlIe
Polentiomètre
..•
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! . 1 Pri ncipaux lypes
.' .
Potentiomètre bobiné
Ces résIs:a-œs ~ paMJrt ê:Il! 1I1éans. OpdllqJ8S
ou <le 'ôs sp:iol« Ces poterrlU»!!lles III m pas tri'o'Js
peu lJ:1 fooc\O"lle(!len1 en Hf.
PRINCIPALES LOIS DE VARIATION
Cu potentiomètres .ont utilisês dans les circuits de
~ ou poli' IR circuits de Pfieision tpotgl!l)t~es
bctris de Il êosi::o".
""
5 A
Potentiomètre à couche de carbone
50
Leur fabricatio~ est à rapprocher de celle des élèrrents
résisliIs aa:u::tede cab>'l8:v6t § ItSISTAtaSllll-.
ru brtI (II'6i ~ le IMIIJ de aaci'IIJ'r«rt sonI IS:Ia'J$T1I!J'II
fatJIes « 15 "v).
Cel potentiomlltrn sont utilisés dans lu cireuits Hi-FI.
,,
''''
A_
Potentiomètre à piste cermet
L·tIêrneIt résISIat1: est \J'lW ctwyé <fêlaiallS cr:ni.d!m
depo6é p.:r :.8q,.n&!lI l,I'lE! ~e dt ...... rq.e.
Ces potllr1tlcwnè4res oIfrent les avantages Sliva"ns :
• laitIe !ro.)llD'ernent,
B Ioga~thmique ci"";re
S COIXbeen S
T exponentIel le droite
C klgarithmiQue in_
G IIXponenlle!le 1n~8I'H
• fatje coeIlics~ de t~llfe.
• Iaü! V!J9X11i de la
_.Mee lia
contacIIQI'SWj.
, IWgeganme lia'*- otmq.Je (10 Il à2,21d!l!.
PRINCIPAUX PARAMETRES
IIllont cOIIÇ us pour 6tre utilisés danl des 'quipemtntl
prol,nlol\llels militaires et cml$.
-
R, • Rn .. loIWance
Potentiomètre multitours
Ces IXlleril.(lITlèlres $()'\I génèraierTlent du type ooo.t'I/I de
lJécIsm Ils perNeI1I ê'Je à va-alOl h!are ou b;Joo~.
Le régIa;je de la résisWœ p!!IJ se lare $X 3, 5. 10 00 20 tcus.
en potentiomëtres sont utiliiSH pout Il rjglage fin des
u-Nb Mtctroniqutt professionnels.
~.
Choix d'un potentiomètre
Un polllrltlCrnè:re se cIétirIt esser.tteiIemen pw
• sa lectriOlogte.
• III '*- de sa rès<st.n:e (la g;mna tIes wielJs est on
la strie E3: 100-220-4701,
• sa pvis5ance,
• sa 101 de ..ariatiort.
-
rd
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p"
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Cou"", éH!toctrique du cur-..r
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..... Iaoce nom.,...
rMiSI.....,e Ioiaie.
rMiSI..-.ee nlsiciuelle ciébut 00 COO~.
IMilt.-.ce résiduelle lin de COOI'H.
lenslon m Ie nominM aux ~.
pucssanc:e nominale.
renslon maximale de service Um _ V P".Rn.
"
PRINCIPAUX
Simple il ptcOt$
MultrtClUr$
PU el ' \, 1_''''I\'l10 • ..,..... .......
• IO I O _ l p I a I t _
dOU_.-'
010_''"'''
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"
3 Condensateurs
SYMBOLES
Deux conducteurs, séparés par UIlISOlant. oonstlMnt url
C(I(I(Iensaj(U : p<1 constq.alt. 101,;1 CCf'li,çtf:lllSOié p:iSSèOe
Condensateur do traversée
1
1
T
T T
Ille capacté par r~ iJJX autres o:o:iJctetfS
3.1 Relations fondamentales
Condensateu, de traversée
sans conr.exion de sortie
Condensa! .... ' pojarisé
Olai'ge électrique d'Ill coOOeosateu'.
1:
1
•
-
~
T T
Q~: c!l<M"ge de 1'Ml\al.I.lS A en COIAombs {C),
C : capacr.é du condensateur en farads (F).
U : teosion llJ):" tlŒres 00 CQII(l'ensate\f en volts M.
T
CONVENTION
Tension aux bornes d'un condensateu,
,
Intenst.e de charge (ou de ~J <lu condeosate\l
,
C
Il
•
i en ampères (Al.
dç/dt 9:l ccdorlbs par seconde (C.s·'),
3. 2 Comportement en alternatif
!\eprést<1trion ~ ...
~deFresnei
;./_"",_1
I: _ _
REPR~SENTATlON DE FRESNEL
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1001 ........*'.7
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101"",;10'_
.. :,......, ;.si.,
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X
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v. V_ "'" (Mt.~)
V: _ _ M
VMt ,....... ,II .... V'
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REPR!::SENTATlON COMPLEXE
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Imag inaire
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3. :!!
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GROUPE.\1ENT DE CONDEKSATEURS
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3. 3 Capacité d'un condensateur
plan
CONDENSATEUR PlAN
li,
s
,
J
,
~~. permit',Nité 00 .,;œ = 1/3611.109.
~r : pem1rt:ivTtti relawe de l'isola:11
S : suface des amatllfes en regard (ml).
e : épaisseur du c!iélect1q~ (m).
MQDËLE HAUTE FRÉQUENCE
J • .t Capacité et énergie
R,
Énergie emmagasinée
W=lf2Cyl
Énergie kMngée sur une pêriode en sinusoidal
W=l f2CY 1....
W : energte (JI.
C : capacité (F),
V lenSiOl'latP:OOmes(V).
V_. tension m8Xll'laie M.
3. 5 Caractéristiques principales
1. 51 Componemenl haute fréquence
Le m.Jdèkl haute kliqJeoca mellJ'1 é'OOllfICe la posoo',tti (fia
le coOOensa:a.r œse COOl)Orter C\lI'I"Il1e 1.11 Ci'rut LC m.
3. 52 Résistance d'isolement
c
~ ~
L. : IndoclarlCe due aux ~al­
sons (H).
R, : Réststance doo aux conneXK)ns des armatures et
aux caractérist"l'- du
diélectrique (Il).
Ro : Résistance d'isolement (Il).
C : Coodensateur théorique (FI.
COMPORTEMENT EN TEMP~RATURE ET EN FR~aUENCE
DES CONDENSATEURS POL YSTYRËNE ET POLYESTER
, ,cc
,,
- --
2
o
-2
-,
La résistance d'isolement n'est lcx1ctiOn que des caracténs'
tiques du d<étectnque utilISé
--20
-'20
0
R(O)
1. 53 Coefficient de température
" '" '"
6 (oC)
R~f(9)
----------- -
La tilrJ1)érature influencE l'er~ des C<lI"3c:èristiqUes du
condensa',eu'. La~de sa vOO.x esldcmée en ~C ,
3. 54 Tenue en lension
Afn d'~tef le claquage ru délectrque, on WnLte la tenSIOn
~ at!l bornes du condensateur.
l'amp!~tude ma~imale de la tension crête en allernalil à
appiquer est Cie 40 %de la lensoon ma:xmale en COOMu.
1. 55 Angle de perle
L'~1e cie pe1e Mesure la quai!é de la capacté et évoU! en
lonct~ de la tempe-ature et de la Ir~.
lanu=R,CIlI
u : angie de perte (rad). R,: rési'.anœ ~enle série (!"l)
.. : p..tIsa:oo (radis).
C : valeur clJ condensa!evr (f).
H'"
"'0
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F::::::::-=-=;:==;===-=
103
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F(Hz)
Polyester
Potystyrène
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3. 6 Principaux types de
condensateurs
CONDENSATEUR AU DI"LECTRIOUE MICA
):'''''''''''''''''~.~'!'
lu mite de t'
3 . 61 À diélectrique plas t ique~,
polyester, JX)IyprùP'(lérle, etc.)
Ces condenr.ateIJS 5001 coostltllés d'LW1 botli"Iage de feUles
d'a'trni"oi\.rn séparées par \Il 00 ptlsiaJrs 1ims ptastlQlJeS.
3 . 62 À diélectrique plastique métalli sé
CONDENSATEUR AU DI~lECTRlaUE C~RAMlaUE
Une fine couctle d'alumirWm est ~sée St.r le plast,que
Pour ces condefIsateUfS, si lI'I (Waut d'isolement $El prOOiJ 1.
une étinœ!Je jailit et vapuise le métal en cootac1. ij ~ a auto-
wtrisatioo.
3 . 63 À diélectrique mica
Ils sont CO~sl ,tués pal un €l'1pilage de lames de mica
~gMtées par SÉrig~, préalatJlema1t cM3es et clécoupées
au.:: bomes dmensols.
3 . 6-t À diélectrique cératruque
Ces coodensateurs sont constitués d'lIl8 ~"e ou d'""
ll.be rl!COUYeft SI.1 chaque race d"tIIe 1ft coo::he d'alwni1t.m.
Il exista trois !/fOI.-'l€S 00 cà"arrJIQUe .
Groupe 1: t.laMte de magnésie ou de caIcMn. Dièlectn(JJ€
stabfe à coeffiCienl de t&rl;léfat\lll <léIiri,
Groupe Il : t1tanate et zircooates de barytKn OIJ de strooti\..m.
Délectr'Goo mmble à coo'ficient de tempé!alll"e noo déIili,
Groope III : cOOrnlCpl à coo::he d'lBTèt <W$ tClJ le lOk.rrE (le
la pi<QJet!e 1se kJme LI1 résea:J ~e de cmlrflSatM.
3 . 65 Électrolytiques à l'aluminium
03 SOIl1 des COIlœnsateu-s polarisés de forte capacdé.
L'~ est constJ!Uée par tIIe bnie d"airrri..m g-avée (peu
iWgIlIIlIe- 1a SlIface)fec:œvrt!e d'une coo::he d'akrrile.
l'alurrune et !li ~ spéciaj 1I'Jl)ré9lé a..-et 1I1 éiectroo'(te
ilJlIltW!ié IOOIlef1tle <lélectrl~.
la catnode eSl const1uée par une bande d'aklmW1u!1 lIOn
CONDENSATEUR ~LECTROlvnQUE A l'AlUMINIUM
JonclLon
cathode- boTtier
Toge
Bobinage d 'anode
Disque cé.-amlq""
d 'isolement
,>,,~
Connexion
isolante
d'aoode
CONDENSATEUR ËLECTROl vnauE AU TANTAlE
trait~_
l'&OSernble es: 000rlé d'lI1e taçoo cIassQJe.
3. 66 Électrolytiques au tantale
Ces condensateurs om une forte capacité pour un faible
efIcombrernenl. l ' ano~ est constituée d'~ pastille de
tantale tritté QlJi perrret d'obten.r une Irès grande surface
oc\~.
la cathode est formée pw II1IXlitIEf' etl argent cp n'eSl pas
attaqué par le b:ox)'de cie manganèse QlJi forme un électrolyte solide.
du condensateur
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LIMITES D'UTILISATION
eorm. ulibation
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PRINCIPAUX MODÈLES
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4 Condensateurs ajustables
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Cl'CUIS (r(ll"oés des 1écepI~ oe l'lIIlIO el oes iQ.apEITo "[5
SYMBOlES
~'e
4 . 1 À diélectrique air
'" son1 e5MI1~1€! e"'tnt ~I ws dans les rocepte.ts radio et
taevlSlOl'l. les rnooè«I ~rès ra.le ~ ont \11 cœl' 'en!
de ~urte~S]1 S:..~ r ur li 5;)() POOf , = 251, '-'Hl el U'I€!
I-eo:.m 1cie rllSCfl' de rae Of! 5 GHz
4 . 1 À di électrique pl aslique
CIl _
O"'O!
o:eo..rs PCU' le r<'~'~ IY •
\[OOF..u:COIO
iIWoIn _ _ ..... : ............
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Version EA II{ EO
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'2!Il. 150
.1
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Modèle C 809
5 Conducteurs
• 1 Conducteurs ulil isés en
basse fréquence
Les txI!'dIc1eurs son! soIés 1* Os l'w, L'émai est ~
d\n rnéiar'9! de résc'E el d'l'uoes syn:héIq,es. l' reo::nrtre
les condx::l!tn SU' une éparse' armt de 9 JLIII pour des
Cl:IC"d.cIeurs de 0.1 !TITI il 43 JLIII pour deS CO'ldI.c.wrs de
dra'l'lbe ~ à 0,5 ll'IlI.
Les o::n1.Clan de câtQge sort ISOlés prr !Ile gR al F\'C
~e de vrryie ou poo.r les ~es t~ali.l'es par
une gaIM de Pm (po/ytétraf'ooréth)1êne ou TéIkln) ou e"C«e
par !Ile gaI'le de lire de Yeml.
Matériaux conducteurs usuels
•
On ut',se essen1JeDemen! des COI'I<IuC1eu<s de CIJYIe ou
d'almn.Jm.
EFFET DE PEAU
RE.iJ,TION E.Nlll.E LES DIAM8'RE.'i
-1_"'....... ....
dIoNIn ......1tOi ... 010 ....................... _ _ < 1zr
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..... 000·:
... _ _ ... _
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""'".,,'1
Variation de la résistance avec la
température
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L' F.FFET DE PEA U
CIMe
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Re : réslstMœ à 0 OC (fi).
R : réslStl'l'lCll aB (n).
f '~al~rq[
o :ooeIf!CiM1del~rc·'J.
Conductance pour bobinages
hauLe fréquence
Les bobtIages MJle fréQ;JEn:e SCW'II SCUTlIS aux pertes par
tIIeI JWe. mars aIJSSI aux PElles 1* CO\r.IlI de Foucau~ et
par elfet (je peau,
Effet de peau
Q1 appeIe effet de peau ta tistance 3 d'anérlJatal dfr.s les
condUCIIlU'S. EIe augmente la Instance de iii en hJle
CÂBLE COAXIALE. (EN HF)
lmIli dl iCI
c.. 1· ,.....
1 ..... ,
.. o
ClIP'" ~.iCI
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Types d' isolants
a.m. dt hl 4 as
100 kllz' 10 MH.
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6 Matériaux
, .
magnetlques
FORME DES LIGNES DE FORCE SUIVANT LE CONDlJCTEUR
Bobine longue (soIénoide)
Condocteur rectiligne
6 . 1 Principes
d'électromagnétisme
6 . 11 Propriétés magnétiques du courant
électrique
lh cour<Yl1 électrQ.ie qli circule dans un condJcteur crée un
charn!l rnagnélJque au l'Oisinage (je ce ccn!ucte\l.
La polarite des faces d'une bobine dépend du sens du
coorant qt.i parcOUft ~ bobine, et du SEfIS cie l'errouiemen!
<le sas spi"es.
Face nord; faœ 00 regard de laqueBe 1 faut se fXacer peu
voi le COIlaIlt 100'1161 dans le sens anthorôlre.
Un ti"e·bcu:tal place paraDèlemenl à l'axe de la boOOe et
toornan! dans le sens iii oourant se déplace dans le sens
des lignes de forœ, c'est-à-dire de S VllfS N,
6. 17 Champ d'induction dans l'air
-
•
FACE D'U NE BOB INE
.,
•
CHAMP D'INDUCTIO N DANS L'AIR
110 Id( ' ü
dB" 4,, '
M
ri
dB : variation cIu dlamp lTiagIlé~qJe en teslas (T).
1 : courent pa'ccuant le condoclLV en ampères W,
/10 : perrnéOOiité 00 \ide " 4".10- 1
dl: cliffél'erl1le'a de la 1ixIgoo1i du CCflOuc1es en mètres (m).
o
r :Imil en métres {ml.
" : représente le prooui1 vectonel.
li :OMII6Ml
6. 13 Champ d'induction au centre
d'une bobine longue
4.':l .N.I.,.,
B=
10'.r
B : intensité de j'inli.JctiO!1 rnaglébQue en teslas (Tl,
N : nombre cie sptres.
1 : l'lt8llsté en .res (A),
1 : blQU€!t6 de la ooOOe en mètres (m).
Nif" N,,, rw:lIlbe de sple! par mè:re.
NI "norrtJre d·~OI.ts.
H = Nllf" norrt~'e d'arnpèretClllS par mètre.
Le testa est le champ d'induction au cenlre d'lJOe bobine
électrique infiniment fongue baignée daps un mililW de
perrnéabiité l.l1Ié lai/) el ponant 1 ampt)'etru péJ mètre.
CHAMP O'INOUCTION DANS UN TORE
,,, Perméabi lité magnétique
•
Champ maglll!tique dans un matériau
qurlconque
la denste cie b
~ dam li) motéfiau q.J8kXnIUII
"
.,
-
PERMEABILITE REl.4.TIVE DES MA1tRIAUX
"
,.
ou fER
COURBE O'A1MANTATlON
est ~opo1lQ . . . à r.,tenste œdlar1lllJao1lélqJ&
B
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B : cler'$té de lUe rJ\iI1'IélqJe [Tl.
H ' irllensrtè 111 cI'IanlIl"qIéttQUe Wm).
JI : ~é
,
wma:ér.au.
'.
Pe~abililéd'un matériau quelconque
la P811Iéebi'.é relaLw d'toila ~ ~ W,blll" de
bs la égd ampèI'etOU"$-'mè:re) rn:Wlcrl est pm glllda
dans œ ct\'PS ~ dam far.
o
H
CYCLE O'HYSTËRESIS
•
A
" • PfII!I1éW.té absokJe d\n malé'~ ,
JI,: perrnéabIItè relat~ cie ce malériau par rapp;ll1 aJ vde
1" 0: 4'11'.10. 1 Hlm).
"
w.I
Ack)r dur
,
HdB.
-H
-0,
H
(Wen joIHs.)
' . ~ Aimanlation du fer
Ul bwreau de t. ClOux !'atnaJ'1le quand CIl le place dim
008 bobu'le :raversM par un cour"1 La présence d'un
l'IO'jaU (je fer aJgmeole le lIA
Oe:SAIMANTATlON D'UN NOYAU DE FER
CyCle d·hy$t............
Courbe d'aimamation du fer
Partie Da : le /el' n'est pas WU/I!.
Parue ab : coucIe de satllratoo,
PartI!! be . sa\l.fation.
li : rltQfl$l!è œ~ NgOéIique II' : 9:'1'1 ).
Montage
'.
Induction dans un champ ahematif
Hystirtsls : reta'd • Il tlèsarllantati:r1.
Cyclt d'hysltrHis : B _IIHITrait grIS : cycle a'U'I matètl3u a satura\.()l1 peu t.Ievé&,
Iatie permèabI'té.
Trait rouge: cycle d'lJ1 matériau 11 sarurilXtl &œ el cie
gn...:!e petm&ab!tité laoEr ~.
O. et O~ : lI'Idl.lCllO('llémanflll\e du noyau (le mélal reste
amante a(Xès la OOpantlOl'l 00 rosant).
Ob l' Od : d'oYnp cotrCltl.
N • nombre <:Se spires.
0,
'~
L
( .. long..,.,.. <:Se la bobine.
foone de l'onde
"0
,
"6. 16 Flux d'induclion magnétique
FLUX D'INDUCTION MAGNË1l0UE
' = B.S :B.S.tosa
, : tkJx 00 c!lamp magrlétQJe (weberj.
B : indoctioo (tesla), B" IBl
s
s : surface IrnZ). s" lSI.
-
e>
a : arwje 8,N .
Énergie emmagasinH:
.,
FER ET ENTREFER
1
B : densité de 1\Il magrlétkpe (T).
H : intenSIté dl! champ magflli:iQue Wm).
l' perméab<J1è 00 matérrau II''' 1'01',).
1
1
NOTA :
Le rna.WIum d'éœrge res:e stockée dans l'entrefer.
PERTES DANS LES MArtRIAUX MAGNIITIQUES
Perles par COInnt do F~
Lo.triotiondofM _ _ _ doN_Io_ ..........
... l _ _ _ ...... QOI~dto, ...- .
~, · K,I.fS-f
1,.U
P«tespar~
'''''Ilp
EII...." d.........qu. d. "'j,,~1 •• ~1 ..1 totro a Id.""t' <lu
.... 001 ot H~ 401 0/10"'1' ~ _~ .. ."... ofIIysli. . . .
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(W1tQ DO Wllo'~
lK, . ~;) ,
'*' - - jIII.
• : Ipojssow
1 : fI+quonct l'\Zl.
P,_K,,/,S'
G,I.
K,.
(W1\g .. Wi",'~
1:!Hq.>onco l'b:~
B_: ..... .,...,.. do l'IIdodioo {TI.
B_ ' . -........ do rondutfion Il).
101 .... 10 ...... nOl ....... ni Iç>ois.., ...... iIIlpo<too1" ..., lto ""H, LM
...... 0'IiI0IiquH ÎIIIpOrIOnIet _
eonsli . . . . <10 _
PlI' ~ - . .
1H_.poI'~"'_
lo< ....... par ~ ~ 15 " .... por\tI - . 01100 porIOO pol
OOU'"",do fOlJc .... ~ 10.
6 . 2 Tôle pour transfonnateur
TOtES TYPE EIIDtN 41302)
6 . ::!1 Tôle si licium
1
les t/:oles YcU'll sont obtenues par ~tion de sOJm au
1er en subissant un Ir3lt&mllllt thermique. Ce tra.tement
thermIQue crée !Ile oxydatiOn à la stI!Iace des t(lles, ce ~
f)El1'nIII de les i$OIer les \mS des at'8S, et de cimJef les
p!II'1. par co.nnt de FoocaJI
1
21
a
a
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• •
" ,
6 . ::!::! Tôle silicium à grain orienté
Peu !imJer es pertes. 1)(\ tJ$11e les CIlS\auX cons: tuant ta
t1lie pw 1.11 00VIage 11 fTœj, Un ~ de recut filai poonet
de cré&' tne COIJCI1e à base de SibtG de ~siu'n (JIi
ISOlera es !Oies.
•
TOLEs TYf>E CUI~
•
6 . ::!3 Alliage au nickel
Ce SO'lI œs aIages cfielCiés par les 1ra!elTl!n:s lI'IemJ:J.Ies
et las mBrIIatall de mstrm.is m très SQI~ lI.il dm
~ cpJ !lu 100t ~ leurs IXqûtés fTlaQlléIqJes.
6 . N Découpe des tÔles
Peu tormer t.rl cmJII mat;1lê/lqoe:, les tOies SCWlt cIéco~
sot !Il lomvI de 8, ce ~ pm!18\ la réaAsatœ d't.rl MIre/et
saI SUivW11 une découpe ctJ tvPe CU'assé qui perme! un
fI'O'IIage • 5erTIHn:aSI1é ",
Les 10Ies en alliage de nickel (mu métal, anllyster) soo!
utikSées peu la réaisalm!lBs Cl'MS ~IQ'JeS en C,
Apoès errou!M1ent SIX t.rl gaM'lt rectMguiue de façon à
tanw un MlI'IeaU, le c:icUt est i1lIIèglWl sous \ide a'IOC un
plastQIIl ~.I est lI!ISl.Ce SCIé 8'>'IIC IJeaim "
de tari en $(Il !Meu. ce rp <b'ne delΠC. Les deux ~
sen ruMlohles de laçai il. les rem:mer clans le lxw1 sens.
Is sm marlIenJs semis par !,Il serrKWe
,
-
-
-
TOU TYPE ENCUOUETABLE
,
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Les Mntages de ces ctClllts sont :
• rWbcr, de 75 !Ii des VA~'téTisant peu un même lUI.
• réru::too de 45 %des perles dans le Ie'.
%
• Mtéb'atlOOOJcoe!Iicie"tde r~ge,
,
• rédJ:tloo IiIl@IT!lSdelOO'Uage.
•
IIII'IIQI.I :
On obs8!Ye !,Il me "eur rerderrent torSQ~e la setllOr't du
Cl'rut est caTée, ~te t(!fIJ ck.IloIsr:memertt, la sectlort
rreltedu fer est s: 3,8 87,
La klngueu' ~ des Ignes de !otee est de 12 a.
Le \'OU!te iii 1er est de .qj al.
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DIMENSIONS DES TÔLES El (OIN 41302)
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formu le générale MeFe l0 où Me représente plus ieurs
métaIl b:vaIents a:tM'le le mangrise (Iotl). le zn: (Zn). le
fWoIIstancfl lIoI!Irie
llICkel (Nij. le cobalt (Co). le cuivre ICu), le 1er (Fe ou !e
"""""'....
tes COI'\'tII1aIson ,es ~ roooJ'IIes SOr'I1 peu les ha.:es
1réquer(:eS (> Irtiz), le ~.m:.
Procédés d'obtention
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parfail8
FI'I.ËOUENCE OE COUPUI'I.E
tes ferrites sool un méla.nge de pooaes d'oxydes 9t de
carbonates des r-étaux. Ces poodres sont prétrl1tées ~
1 (XX)"C al a"IU!e !rayées.
en bme â ra.de
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NOYAUX E TYPE GER 30 x lJ x 8
A _ 30.25 mm
S.13mm
C.7,85mm
O.8.65mm
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E _4mm
F • 7.2 mm
G.7.85mm
H .. 22.25 mm
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FERRINOX li60
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f (MHz)
7 Inductances
th rô,.din::8 est 00'ISIJI!Jie d'III' è«tr~ boIJrle dn
rai' CIJ sr.r LI1 9.WJ1. Ce:-J! lXO"e a ~e ~
es;
'"* l'd.c:anœ. SOIiIIoœ tx:me de SEfflit:lol.
SYMBOLES
~
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Vanante 1
~
Cl!
7 . 1 Relations fondamentales
Vaoianu.2
F\.l ru ~ mll}"l6toqua crfIi 18 Ille ~ -
• benweoers ;Wbl
l
•
rru:+..a IW1l8wys (iii.
-
;'l!II"$.t& <li a:x.r~! fI'I.vnorres .A"
7. 11 Loi de Lenz
te avr.t ndud a III sons tel ()l'~ lef'(I a S-QPOOSef i Il
1'a'01lion de !lux qui
ra fiiJt llII1re
>
LI t~ 'rIduIM . ., dU mime lefIS ~ le COU!1IIlt qullvl •
cIoror» oaosS4fll»
REPRËSENTATlON DE FRESNEL
l.IrltI !.p.re cood~c!rice lOUm.;.1t SUI f"e·même dans un
cra"'ll ma;néllque u~ilorme est
,ge d'une fOtc
éIec1rO"!Ot/lte mdulla
[
do : - l •
,"- -dl
7 . ~~
•
\
Componemem en nltematif
,
•
,
REPRËSENTATlON COMPLEXE
Imagmaore !
,
-
~
v. _ r
,
o
GROL I'E.\l ENT O' JNDVCfAl\CF.5 SANS Mlffi l:.LU:: I;..DUCTANCE
-
v
7. 2 Inductance et énergie
"
FUITES OES BOBINES A NOYAU
Énergie emmagasinée par ~ne ind~ctance
W=I/2.L.I t
"1 ,
4>,m<l>f
Energie échangée sur une péfiode en sinusoidal
W= 1/2.L/ 1....
No,,,
>,
W : énergie (J).
L : ilO.JctaI'Ice (H),
_intellS1lé (Al.
'..... intellsrtê ma:>:>m~ (A).
4>, : llux de luite rebouclant dans I·air.
0/0, : flux principal passant dal\1lle fer.
7. 3 Bobines à noyau de fer
EHes SO'lt essenLelie'ne'lt utilsées trl ~asse k~uoenœ (/ans
MODËLE D'UNE BOBINE A NOYAU DE FER
:es IiItres d·aJimenla1lOl1.
RIO"
f,
':' . 31 Modèle électrique (voir figure)
~'" : résist:n:.e ru fil de cuilre clXISIitlla.1\ le boboo!}8 (O).
1. : rx!uc1<Y\Œl représoolalMl cil raJ~ cie fUite (Hl.
R.. : rés6taroce rtV~ (le 1'!IISEJltlIe des pertes fer IfIl
L'V' : inooctance rnagrléliSante ou i1ductance pmcipa!e de
......,
la bOOre (Hl,
Les hypothèses de Kapp consistent à cmérar qu R'. et
1. SOOI r.ég!tgeables pOlI" l'élude dl! œoj/.
7. :'2 Détermination des élémenls
du modèle
BOBINE RËELLE
1
N : lIOO"bre 00 spires.
L : MoctarlCe [Hl,
{ : b1gUEU n'IO'ierJ,'IfJ d'Ille /ig:le de champ (m).
S : SOCOO!I du ro:l)'aU sz a x a(nY),
e 'épasset.J' de l'eI11refer (ml
s' ,OOCIJO(l de l'l)Iltre'er s' ~ (a 4e )1 (rri).
11o: perméabi.l!é absokJe 4;; .10. 1(Hlm).
Il,: per~:è reall'/e
+
--------
•
.,-
,
•
1
r'
"'~
,
--- - - - --- .,F
-.
••
"
R.. : rMlsISnœ fepféser>talNe de l'ensemble t1es p61es
dans 19 f« {Il)
U,... letl$ICfl effœœ aux bornes de la bobœ M.
....-
""'"
,----=",-=----,
......
f
L I_
._ ;
=_:;_. ---'
0
p.. : perles fer 1'Nl.
o.... "••
tf=50Hl)
III : masse du ncr,au métalfJJe o<w.
B_: mductlOn n'!aXlIJIale adrMSlble par le noyau avant
satu'atm /Tl.
80 : irW::ùln A~ est $IÜlèeP(T).
P : 1)IiSSa.-œ des p!Jtes dsslpées ~ ie tq'8U, o:ulées
palles CCWlSlr1JCI9I.tS rw~ IXU' 80 à 50 Hz.
ï
. :n Cnleu) d'une bobine à noyau
1
0
.....
"-==---,1
.-.
""'"
LI
_ H
"_'7
'-=L=-=----'
0
l ' Ctnsif U'1 noyau el 00 maihiau.
2" CaIoJef les ca'act~tqa
SooI"wosts tomS :
. /_ : CWanl maxrnaI cIIWIS la bobne(Al,
• l : ~ de la bobne (H).
• B_' ndJCtœ ~ admissible 1* le /IO)'aJ, fixée
PlV le type !je 1TIII1/nIJ dnsI B_ < B _ maltYviu m.
• s : sect.oo du ~ (ml).
• ( ;io1luBu' fI'I::7)'eme: d\ne Igne de dIamp lm).
7.~
Bobine à noyau ferrite
Elles 50111 très UlI~SéeS. des basses fréquences a~x très
hat.tes ~ Les ctJ'IS!l'I.dEus dImeol généraIemerol
le cœffici8n1 cf r'Idt.aa"a AL'
"
.-
LI__'_"_2_J_._~_~
/1' ; densiti III _
do' H"
dlnllI~.
MOœLE DES BOBINES A NOYAU FERRITE
Modèle électrique (voir figure)
R,. est:nlY8l'll néglgeabie.
COq
o
Ir-..
;:~~:::::~:--;I
o
: capacité entre S!)r'9S <p <IeIriMI pr~te aux
llau:es fréQlIMCeS.
RIN : résistance du fil de cuivre conSl~Ua!1t le bcOOage (f}),
R_ : résls~ce ltI!>fés&'ltatr;e cie 1'&1S€!nbIe des pertes.
Les COOSIra:t1US de ferlres 0Cment tan cl = L\III IR",
"
7 . , Calcul d"une bobine à noyau
ferrite
MOŒLE DE 8081NE A NOYAU AIR
0'I0rsr la femte.la foone au noyau. puIS caIo.ief :
Coeff....... d
00 qual~.
de la bobine.
L : ndu::trœ (Hl.
A( coeIfœ~d""n1.darœ(Jii).
N : rorore de spres.
7. 5 Bobines à noyau air
Ces bobnes SOO! utisées en Mute ell'tr1lerir~enœ. Elies
sctd <XtISIJtuèes par \Il ~ de fi rgœ, bOOilè sans
a.oJ1 Sl«01 matéoel 00 SU" des ~s ne possédant
AtllIIltion lIIl HF, r Il dépend de l'effet de peau .
BOBINE À AIR UNE COUCHE
aucu'le,,~
Ces SlqXlIlS sm : ~ !é!Iorl.1e rr,4on, le • • le potrsryrène
ru la bakÉjJte mcuee.
, . 'i 1 Calcul des bobines à air
à une couche
d. t· M cm f';cw !igtxej, N : l'ICIIIbre de spm.
8QBINE À AIR PLUSIEURS COUCHES
Nous obtenons \Il roetr~ de Wl8!\SI0II optrnal pour
dit· 2,5.
7. 52 Calcul des bobines à air,
j
à plusieurs couches
,
~O~,"~d~'~'~'_
L" 3d+I(+10.
•
d. t.,: M cm/YOi lig!Je~ N: nontre de spns.
Majcrer le ~e de spres de 5,.
Peu diminuer Ct;, late (. e et dl,· 3.
BOBINAGE It.4PRIM~ CARRE (2 ,,*8$)
•
7. 6 Bobines à bobinage
imprimé carré
-
•
,
Ces toonages sont l.WSés en 1PyperfréQuerIœ.
L =0,24"b.N~ .In
b. (/Q;d, (cm) ;
-
'cb
c • (/o;d. (cml.
N : nontre de $I:r!lS. kI klQaltIJne ",r4é"'.~'
60"",
.,~
8 Transformateurs
SYMBOLES
Transformateur
C'est un appareil statique a inductIOn électromagnétique
deslrné à mo(Uier l'amp li:ude des signau~ (courant el
tel1S1011) en conservant la rrlMle 'réQueoœ.
Transformateur à
dew< ,,"rou~ts
(repère du ...""
du botlinage)
C'est 00 transfoonalell dont le pl:!laire et le secondm onl
UI)6 partie CIlIT'lIlune.
.,
8 . 1 Relations fondamentales
di,
di,
L, "
01
.1.i,
av"", écran
d'impu lsJons
T ransfonnateur à
trOIS enroulements
v,,,/dTt tL, dl
r,:L'Tr+MdT
TrnflSlormal9\Jr
u
$n
Autotran sfonnateur
dil
Transfonnat .....r
do courant ou
Transformateur AutotranslormalelX
/1 coo~age
réglable
0,'
Li,
L,= - -
,
,
. •
n,.n,
~
M= j (
,,'s
vT,T;
TRANSFORMATEUR R~EL
m=.!!:~ I=n,
"
,, 0,
Section du ooyau s (m')
..
m est appelé rapport de transfCfffiéltlOll,
,
Mest appelé Mutuelle oouction en l1erwys
~t appelé coeIflClellt de ~ ci! transformateur.
Lorsqu '4n'y a pas de pertes ~ l'aJf k" 1.
LI' rnOClanœ dtJ r;«na.re (H).
L2: Q;:!uctance dtJ secondaire (H),
v, : tenSioo priToire;
i,: COllant p-fnaJf€ .
*
V2: tenSioo oocooda~e ;
/
.
,r - - - - - -..;", --;.'
,
.
,,
,
1
•
•
",
,,'M
,,
,
,
,
,
0,
spires
,
,
,
,
,
,
1
'---1.----- ----- J
12: lXilKant secoodalf€.
l' =1' 0-1', fi 1 : nombre de sp.res prir:la~e,
02 : nombre cie spires secondaire.
8. 2
ÉQUIVALENCE DES REPRÉSENTATIONS
'.
;.
•
0'
•
m
•
•
J\
)0'
r0' "
.
~
Transfonnateur parfait
M
m
•
"",
o.
,.
"
0'
0'
"
•
0'
.. ,
"
8. 3
IMPÉDANCE RAME.:'IÉE D'UN TRANSFOR."'A TEUR
" •
"
j(,~j,
• /u .. !'
-
,.
JM~!"
- IL, ..!,.
" II!1, oont los"""","",, ~
.
•
do., "l,.
0,1
1°, "
" ",
... _a _
Z.
1°,
Z,
"
m'
,
z,
" "
8. 4
IMPEDANCE RAAIENEE D'UN AUTOTRANSFORMATEUR
. ' -"- ' -" 0-"
" +', " "
'.
"
,. , ,
,
"
1o, t .,1'
n2 spiras
~
•
n, spires
--
••
8. 5
1
m, •
~R
1"
0,
L,. n I
C
0,
R
8. 6
1°.
ml
0,
n2+ nJ
c
H. 61
"
0.
1·,
C·~C.m2
,
R
~. m'
-
MOD!':LES IÔLECTRIQUES ËQlJ lVALENTS
..
,
m. n2 + n3
TRAXSFORMATEUR DE PUlSSAJ'iCE
CO OOllt _ _ .......... " . I • ..œ ... ............,., ... _ " ... ~f/'i ; 1'
1 1 1 _ i lits ~_ do 50 Hl . ~ diuiDoI do Kiofwrtz.
1
'rm'
IMPÉDANCE RAMENÉE D'UN TRANSFORMATEUR ACCOR DÉ
"
1.,
1°,
z. lv;
X. - P2.+ m 'P,.
e,,J
"
C.
R,
C,
."
'. c )
"
C,
"
" "
1
(
)
Modèj" de Kapp
ModêoHl complet
nts pr'noiro
(!li.
' " . - ..... vot
'L,.....L" :; lni:Iuctaocooo
Nito 0.. prWnoôn 01 _ _ (Jo:
II! - .
do
R, : _ _ ....,..<lnI*l.. ~Io!wlfll.
L. , _ _ eompt. <li oo ... n! mogniIisaaI Mc" c~ C, : o.p"'" _
<OfOIIIo dot oapoe/Ii. _1Pf'nS el do
r,+m2rp .. R.
00<IpItf0...-._ "".
0,
.
M. t'l2 Modèle de Kapp
I.B modèle lie Krw JlEWITII!I de caItIJw IaoIemeI lt la cflMI de
DIAGRAMME VECTORIEL DU TAAN$FQAMA~UR
I8'â:nseroldaie.
les lryp:JIIlèses soot :
• lB COlmI de magnéhsaOOr'l est œttemenIl1Iérieuf à '1l1;.
• les éfQIeS 'z el f' zS(Jl\ égu.
LI chute dt tension see~ HI (YI :
"
8. 6' Calcul d'un transfonnateur de
R. " '." rr1 'p
pUissance
O'œr le ma:érJau et la kmIe dJ ooyaJ. les coostrœleln
x• .. (th ""? f,.) '"
cXlI.61Im cwactéosttqJ8S ~ pat le r.oyaI.I
• SIICb:ln ~ de WYre,
• b'Igue\J O'\tIe spi"e~,
CALCUL DE
.W,
• secI(rI de I!r,
• masse du l'O)'au de !Et après ~.'9A
CIw: de la sec1iCt1l11 fer .
• tOM c.a..as '" 1,2
Vs.
• IOle ;. p
I)'ÏeIlté s .. 1.8
Vs
• s secbOn cllfer (cm ').
• S llJ$WOI apparenta(S" V,.I,IVAI).
C8IctI du ncrrtre de spres !)'inare el secondaire :
_
, 4,44 .1. 8_ .5
H -
"
V,
• V,:'" eI&::aœ de la IEI'ISIOI'I M• f fréqJer(:t (Hzj,
• B_ ; lI'd.cb.:tl maxrnaie (8_ <8.)fT).
• s : 99C!al dJ rovau (mz~
C3bJs de la seclKlII cIes 1XlIlOOcIEUS.1Is SUl1 eNectuès pOU'
(pJ! les édIa1t'emenls pfimaire el secoola~e SOiE!lt KlerI-
......
• SI 81 s, : sections des coodI/'Cleurs aux pr,mue et
secoodare (mZ~
IIO'l'A :
La lImm sa:aidare en chirg8 118 lbllE ~ de >ils de
5'4 de la lens,on nl)(llNIa aïr'! o'tvJler lUX appareds de
IQdD •• 1J'\ rigrme da QEliIU. peu lIm ~.
lA ~ de folCto.ltlii!U cbI se $IlII 'le';' 85 'C.
1,00 fcis la lensicflllOll'fille. Cs:te ltIi4féallle ne 00it pas
.;;w.... 145 OC si rCf1 p::u$I.II rllS'a pi" l,Ili! ~ de
1.5 bs le o:uarrt ~ Pft'dir1Illare..
o
l,
âVI,,-mV,-V,
àV, .. R.lz COS"2" X.12 sin "2
ZONE DE FONCTIONNEMENT
T........ secondai.. M
Uo ... '"
1.IOU""",
l '
P.... _
10 , ..... cootinoo lIIOoriqut dispon ....... ,Mt.",.m _
oIIomoIIOI rlliIr"'1': iI_ ............ Il _
do - . . . .. . - dt .. _
do _ _ 10 pool do - . . aoiI_l __
Vi . 1~ 1 1, III po...., . _
'l,m)_!.t2v ........
• "UVA
. . . . . . IOYl
l ...... IOOWA
....
---por--.
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I,.,..._~_
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".
........... ~
"
8. 8 Transform ateurs à noyau
ferrite
O!s trcrOOiie:tuS 9:J1I \.ÜSèS p:u ~ les ~
8. 81 Modèle électrique équivalent
Les pertes 0JeS 8I.I11Oj'aI.I Itrme sont très Iai)jes 1* rappI)'1
iIUl roya.JX. de 'Er et SCtIt Sl).MY1t ~,
MQOËLE ELECTRIQUE COMPI..ET
1
1
•-c,'.
'. ---.l
R.
1-
Ni =
~
Nt: l'IOI'ftlre cie S!lRS au pmIiII'(!
!!. .10"' L, ~ance cil IJITl8>fl':HI
A(:WIIbtottmib\.dal~I),
Vinfief QJ!I rm n'est pas à salJf310'l' l'aœ des cc.tbes
AL
desat~ratm
'.
c,
IC
z.
/m\
8. 82 Choix du transform3teur
ChoISII' le l\1lt (le falr;te et III bm8 dl ~
m, el L, étarn ixés 1* les condrllOOs exteneues. caiCu!e' il
lDI'tIre !le S!)'8S au pmwe et au secodile
\ c.
r,.. '. : rMIstances pnITIIIh fi! 1MIOOf>deInI.
(~ : inductance dt! futte n6glogeable pour les pots fllrlTl6s.
LlO : Irductaoce due tlll magnétisation du noyau (H).
R~ :.-.stanee $ymbollsant IIIS pertes CI_le- fer !rI).
p . . . f . vaI.p: p&rtet fer
vol ; volume du circuit magnétique (cm\
p : puisunce masalQ<.des pen.. (JLW/cm~1Hz) pour B ""'.
CI' C2. C~: e.lpacll6s dUM aux tpI_joIntw. et au
cooplage jrtr\Bb'e secondall1l (utile III! HF uniquemeot).
.
MOOe:LE B..eCTRIOOE SIMPUFII< AU PRIMAIRE
1 es! possèle cie ctangtY il. !!li iltroô..lsanll,l'l
enwer
c.w., les sec!oInl s, 81 Si des ccrd.1detr.l du ~ et
,.
3m
1-
.","''''''
MODE:LE I<LECTR!QUE COMPLET (tnInsform.u..... ..,
8. 9 Transformateur à ai r
Ces ~ sort I.dsès en haule el hyper t~
Ism ~t.ésparl,l'l ~ da iii rÇiI1etx:llnsn
8UClJ1 stJWIJ\ malén8. 00 SU' des ~ ne ~rt
awJlfI ~é rr-,ap1Ql,le /IttO'I, nylon.
~e,
u.
8. 91 Modèle électrique équivalent
Par les très Mutes f<éqaeoces, r. et r. SOO! détl!'1MeS 911
le1irI l;OO'4JIe de l'effet de periIJ. En ha;!e ~éQlI!J'Œ el po.I
\Il rarbre de spqs rest"Mll. f ~ 8t ri !OOl négigès
C.,. es! utlW pour modfs les trar.sfortM:eurs dans les
1réQl.elces >fQCtes de la ~ cie rés:tmce.
Il . 9:! Calcul d'un transformateur à air
le 'mbre de ~es pnnare III seconŒIi'e est cab.ié à !'g
des raaID1s ruilée> dn Il maplue SU' les ird.I::tn:es.
calcul de la • /IIJtJJ8Ie f'dcta1ce • prIT'ôIQ. secoodaIe iMI.
L, =
(n, +n,I'
,
1
iii'.
l l "2M t L,+ l ,
••
1, - (ll +LI)
L, 81 M: irl~ et root_ O:!\I:;taNe!Hl
2
•
l',
c,
c,
'.
'.
l,
1(
)
•
c''1' z..
/m\
.' fc. 0;;, JI'
MOŒL.E IÔLECTRK>UE $jMPUFIE; AU PRIMAIRE
C._C,.m',C,.C",
TRANSFORMATEUR À SUPPORT BAKE:LITE
8. J () Transformateurs spéciaux
,
LE RAMEN AU
TRANSFORMATEUR FI
,
~ lie 0 z 10081 ooe ~d'9:lIréede 20 kn,
,
• ,,,
•,
Ces transfOfmateUfs set\tent de lia:son ~nlre les étages
ampIif~:eurs, Grace aux pots fermés, leur roefficjent de
ccqlIage Kest l'CM cie 1.
o.ux posslbôlilés d 'enl"'"
R,,: ,"istance d.... aux
(V. O<l V~),
C: etapacit6 d'aocon:I.
m, • Nin,
R. IOI Transfonnateurs A
Un transfonnateur FI eSI 00 t'ansformateur accordé SUI'
455 kHz OJ 400 KHz. pc 5sU... III w:r........ cie auaotU ces
M. IO::! Transfonnaleurs d'impulsions
Ces t~a.rs SCtJ1 0'Wgés cie transmet'Je des trar'IS
d'l1l)Ulso'Is, • Iaut donc évrter tous es Il"éoomènes lie
sat\n!I;)O mago iMqJa 'f ( <fl,l,
les~ ne d!l'VBll pasf,.(c:ant cie sallratlCtli
rras ils Ornent V~.I~ f\'l8ISlJ'é à '/Ide
C
PRIMAIRE
,,
,,
)
N
·~O t",c O~)c·
'.', " 8:~
,
pertH 1er,
MootLE ÉLECTRIQUE
SlMPUFlIO
• ,
...
m ", n2ln"
CAFlACTÉRlSTlOUE
DE SATURATION
'.
•
J
"
'.
m
(V'l's)
MoœLE IÔLEcmlQUE CONSTRUCT'EUR
(r + ~)Lon
C.
p
Is IricisMl égal!wnenl
L~ :~Itman(HI·
'~, ',: résIstarœs dIS er1'llIirnents pœltIIe el secoodare
t
RL :réSlstarœclechatge.
'.
j
)
J m\
L .:~cleU1eprmwe.
T,
\
(
~ cie mootee. trmor'"oateuàBgé pif RL' a 70"
lie la vaI&.r de la llIIISIa1 cie r~ (,.SI,
U.. , tfIfISICII rnaxJlIaIe lie serVœ adms.sibkl,
L" rTI8$I,O'M è 1 kl--Il.
LOO' mesurW l 10 kHz.
C~ : capK/t41 de couplage,
m. RappSP
{rapportS de spires),
TRANSFORMATE URS D1MPULSIONS
.YIT!l~
,....,.....:
'>'P ,
!OOYIT2Q,NJ,2"'~
710Y IT MI, MI, MI, 255, Z5It.
UK'/IT:n1l
U K'/IT Mt. Mf, Mo MI, SI, !SIl
, n""""Mo"
,_",_T,U"
~ ..... l!X1 ....
~i
-i- Ci
111.5
Il.3
,
1.1I1T t4Z, Ml Mo:M1I
*'
_IIIT:MI,
SI,:!SII
10 IIIT a:nll-
......
,
'>'P ,
"
,
9 Quartz
SYMBOLES
Un ~ est ~é de si::e CJistalisée (S-0l) et possède
œs pr~tés (!!éz~trQ.JeS.
Cristal
piézo-é!ectrique
è 2 électrodes
Cristal
Cristal
p;ezo-électrlque
piézo-électrique
à 3 électrodes à 2 paires d'électrodes
+ y
1est scunis à deux eFets :
• l'effet pi€zo-élecIJÎQue direct qui crée une polal~tioo
éiedJtjue 91 ses faces Iorsqu'oo ü appIlque ~ OOltramte
11
=
TT
MONTAGE O'UN QUARTZ
mécani::lue.
Q
• j'ellel P1ézo·~ecIl'QtIE! 11VefSl! Qui crée un.e déformatlOl1
mécani:jue ~'oo ü awlK!ue III champ éiectrkjue.
A,
A,
RtIWlOOE,
La combinaison de ces deux effets peut provoquer, pour
certailles fréquooc%, des phOOomèfles de résooal'lC€.
A', A, : dépOt métallique
P' , P I : soudure à l'étaln
Q
-
9. 1
: quartz
PRINCIPAUX MODES DE VIBRATION D'UN QUARTZ
" ,0
101100 ldIz
Points nodaux
,
A,,,,
,
~\
~
éL'-t';:;P
p
100 01000 III>
Point nodal
,
, ,
,,
"
Z
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MODÈLES aECTRJQUES DU QUARTZ
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9 . 3 Caractéristiques techniques
9 . 3 1 Incidcnce de la tempéra ture
Les ~..es de réSml"1C9 sene BI pa'a!lo!Ie. ans; lUI! le<
paramè:rESL I. Co,Relc.l'<liootltlfm::to1 œ ~ t~.
BoiTll~S
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81: 10
6 tempfn\1n (.C).
9 . tern;Jè'a!~'ed'(1verSlOl122 'C < 8, (39 'C
t.f. ,: v3rl3:K:1n oa Ir~ à la ~uenœ'
. ,..
13,47
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(coupe AT)
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BoitiEt il souilre éledrque : 2 il 5 ppm.
Setter V€ffe : 0.5 a 2 ppm
1
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CIlOCS
g, demi·SI1usOid<. 6 (\IrecliOnS...'le fOis par
d'[ectlOr1
V,OIO::;.rS 1Ct 1-2 - 500 I"z. '0 g. 3 dorec:oons, 3') I!WI pa'
d reçtion.
Résultat Mlf ~: 5. lO"~. R(20~_
9. 34 Niveau cl"excitation
Il correspond à la puISSance diss'pée dans le quarll. Le
- -,~1
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~30L-9,70
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l.Xl Cl\.Ia1z est défwll par :
• sa tolerlf1Ce (en 10- 6 00 PP111.
• sa galIlT'IJ: dl! températLl'e5 d'lÜSaOO1.
• sa ool'I'e ma.xfIléIIe de lrèQuenœ en temt>eralure
• SM oottef (métal Oli 19'I'e ou <OXlI'& CMS;.
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9 . 4 Choix d' un quartz
• son mocJe de fcœ\Jcmeme'lt (foodameo:al, parüeI 3- 00 5.
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HC 27AJ. HC 33/tJ . RW 33
rra Ifl~ ~ 'le r;<iS 00pa5Sef eS! ~a~1l!11 00 0,5 rr',',
• sa MIq.;erœ 1'\CIIT1mIe.
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9. 33 Chocs el vibrat ions
(coupe AT )
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la Diodes
Une d ode esl un composant non cOIluôlable à sem,COfOJCle;.r,l)M'nenantla Cl'culallOn d"'n lXUarl! dans III
seU sens lfooct,iomement u'idl'ectloMe~.
10 . J Caractéri stique directe
SYMBOlES
Variant. 1
Va-lant.2
1>1
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CONVENTlON
eo.,..a'lt chCIl~ (A).
'.=1 .. (,
Cathode (KI
'.
", -1)
1>1 .
1.
1.: oo.R1I IX! satU'atx:tI i'l'Iefse (Al.
k . coostanta de BoItzrMm 1,38.10. 23 J.K- 1
Q : charge d'un électron 1,36.10'" C.
T : t~atLl'e(Kl,
VG: t!W1$lCtl difecte M.
, : coefflci,:I! de matÉn1U 1< ~ < 2.
Vo:tMSoal oe SIÙ(VI.
IEMlIIOB :
• '. est PlllIlQllClIiIlIll Tl, 1est de fmi"e de 100 nA.A 25 'C.
• Vopoli 111 Sl.bstrat de sbIn es! de 0,7 V
• ,poli le skun est de l, 1 (!êpEn:! du serrv-coodudeur
el des rordtoos de fonct!orœrJoot .
• POUf III courant constant. la tension directe varie de
-2mVrc.
10 . 2 Caractéristique inverse
Ni
!
1 en fflerse. la Ifodt attenlla ll:l1e de ,,*,gge, le
ca.oe s'~ lXlIJOe de Zaw. kris le COJde, le COlO'lI
aug'1'lel1!e uès Vile, c'est le CiaQUage de la fOOCtlOl'l. Ct
p/lêIlOIloMe n'est P8S desIrucI~ Si la terrpè'atm Imte cie la
jI'.r(:b:in n'es: PIS atlEll'lte et SllIUCtlII ale éIectrqJe lIB s'est
~ MW de la ;:n:t1OO.
Dans les utl~satlOnS 1JSU9Ies, cette zone ne oot)amaJs être
aUerl!e, les COOSllUCtl!lXS la spécifiel1t par la valeu VA ou
V~
1
CARAcrtl'llSTIOUE
'.
..
1. 1
MOD~.LES STATIQUES
CARArnRISllQUE IDËALlSŒ
CARACTtRlSTIQUE PARfAITE
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0
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DIODE SANS RÉSISTANCE
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CARAmR1Sl1QUE RtEl.J...E SI!>lPl.IRŒ
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POLARISAllOè'llNVERSE
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POL\RISA TI01'l DlREC'T'E
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MODÈLE DY NAM IQUE
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DIODES ET BRUITS
BR UIT D' UNE DIODE PASSA~
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MOOaE I!QUIVALE..',. DE BRUIT
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10. 6 Diodes de redressement
CONSTITUTION D'UNE DIODE
10. 61 Différents types
On distflgve :
• les 00jes oomaJes polf le redressemoot 00 secteur.
• les li:xIes ~s poiS les alimellta:ions à d~ge,
• 1es!Xdes pro:égées an avalarlctle poiS le sectllU' 50 Hz,
• les OO:les ropi6es protégées an avalanche.
Silicium
lQ . 62 Symboles
Minuscules: pa-ar'lêlres 00 tisposltif.
Majuscules: pa-amètres extérietxs associés au d1SpOSltlf.
Indices des symboles
Minuscules: peu les valeurs de COOlposantes vOOables.
Majuscules : polf les valEus coo:nJeS ru i'lsIaltanées.
F, t : clirect ~00\IilI'cf).
R, r : l'Ivt!fse (rB\lefSeI.
AV. il'I : valeur mootenne l<M'fage).
M,m ',~maxfna'€
OV, (Ji: vaw dt! surdlarge prév:sitNe 10YetI0acfl.
Rm : ~alelI de pointe répétitive.
SM
SYMBOLES
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1
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: l'aW de SUfC"WgtJ accidentelle.
Liste des symboles
Vf : tension (!irecte contJnue à l'état passant.
Vf~ : \eIlSion tirocte c:Ie crête.
VI~VI : tension drecte moyeme.
V~
; tensoo iTverse con1i'lJe.
: ten$lOlli'lversedeaête.
VRS : tension ffllWJ de surcharge,
VRYiM : tension II'NeI'se de crête ITIaXir<Jale.
VRIW ou VA'Y : teosoo i'Nerse de poulte répétlt~'8.
VRSM : tension fwelse de lJ(iIte non répétitive.
Ve~ : ter\SlOO de claauage (BreakOOM1).
If
: ccuant dlec\ coolinu.
Ifw : ccuant di'f:Ct cie crête.
IF ,y : ccuant (j'set de çOOte répétt~ .
VRY
,
o
GROUPEMENT DES DIODES
Ptu obt(ri' ln! plus "mde Intensité, les diodes sent montées
en paraIèIe av9C deIS éléments ré!;istjfs de taü! vaOu poli'
~ les CQI..O'lWttS.
,------,----,----
If'O~1 : COtn'lI cli'ect c:Ie surdmge prêl1sib1e.
Ils
: courlllt clifecl c:Ie surd1arge.
llSU : COlI<I1t <iroc\ JlCfI répé1lt4 de Si.l'cIlarge aœiden:eIIe.
'0 :COU/ant
IR
'RM
rrlC1)OO redressé.
: COU/Mt frverse conti'lJ.
: courant i'lverse de crète.
10. 6J Critères de choix
Les ~ux critères de choil: $CIl! :
'f,
IFRy , ' FsM , \lRR~' \lRSM. \IF, RtI\lC.
~ pou' hautes tensions P 1 200 V). On monte <*;
diodes en sér1e fMJ(; résistances (_ 100 kO) et ctrdensateu'S
p,1 fL9..., dérivation am d'équiIiI.:no' les toosioos Inverses.
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10 . 6-1.
DIODES DE REDRESSE.II.1E.''T STAA'OARO ET RAPIDE
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LO . 7 Diodes de signal et de
CARAcTËRlsnauE A LA COMMUTATIQN
commutation
On différeoco& les diodes de redressement des diodes de
commutation par leur temps de recoU'/remem direct el
i1verse. lorsqu'una diode conduc1 (!ans le sens d~9Ct, ~
ro:œs de porteurs mmritaJ(es se foone <le part et d'autre de
la p,cbon. Si 0Il awlkrue alors \JIll tension ilverse, la diode
ne se bicque pas irrmédiatemen\.
.-h
r - - di. (po,lntll de décroissance
dl du courant)
'. •
•
le temps de commutalkln : arecHrwerse est le temps de
r(!l;Ol/Yremenl inverse (III)'
Le temps de recouvrement direct llfl) ou temps de
montée dOit également être très laible POUf redresser des
5.'QIlaUl: Cie haute fréquenœ.
Peu les 00:les r~, œs taTps SCfII de l'OIG-e de ~
"""""'"
~-_ . ~
DIVERSES FORMES DE RECOlNREMENT
Diode à remontée rapide
Diode à remontée progressiVfl
(snap of!)
(soit reco~ ery)
le courant de recouvrement inverse (i,,) et la charge
r&CouvlN (0,,1 carocté!Jsent également ces !iodes.
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Poo les mêmes raisons, à la !T'ise sous tensioo, la !iode ne
répond pas U'flmèdiatem&11 à la rnootée du signal ~
,
"
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DIODES DE SIGNAL ET DE COMM UTCA
. ;T,,'00i-Ne..,,_,_ _ _ _ _ _
[(l . S Diodes Schottky
SYMBOLES
la tClnCliOn de ces diodes est réalisée à part~ d'l)I1 SBIl1I·
cco:iJcteur iii type Nou P et d'~ métal. Les caractéf~tiques
ccuan! lenSioo de ces 00des ont la même alkJre que cele
Variante 1
Vananle 2
i>l:
~
CAAACTËRISTIQUE COMPmE DES ~ODES A JONCTION
MS diodes de redressemel'l1, mais pœr un même courartl
direct, la 1005I00 clltlC!B est pM;s faible. De plus, du lait de
l'absence de courant inverse I~ de la commutation, le
tOOlpS de r9COlMM'I€lII I'rvErse (t,,1 es! ~t ru .
ET DES DIODES SCHOTTKY
IN
""eo
10 . 81 Caractéristiques
.,
• les caractéflstq;es statIQUeS son1 slnia..es à la d:O<Ie (le
SIgIlaI,Ia te!1sOl de m VQ est de 0,3 V!JMrOO.
"
'"o •.L-c-:'
• Les caraclellsbques dynarruques se détermineo11 de la
même façon que pour les d!:ldes de SlgOaI.
• Le facteur cie tJurt F est plus faible que PJlI les diodes
cie signai, du fait de la PlCtiOO MBtaI·serni-ccojllCleu.
--
~
DIODES SCHOlTKY
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1.. ',7 . 1 'lO,48- S,1
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10. 9 Diodes varicaps
SYMBOLES
Les va ric~p$ som des docIes à capacité variable.
les n ractors sont des diodes .il capacité vilnab le de
puissance potr UIIF 1250 GHz),
f>11
f>1
-+-
Utilisation;
• Accooj 00s circuits osQlIants en HF.
• Cootrôle automatIQUe de fréQJenœ.
10 . 91 Caractéristiques statiques
Sirmaires aw: diodes standard (redressement).
VARIATION DE Cr EN FONCTfON DE VR
C
(p'l
10. 92 Caractéristiques dynamiques
Une 1000Ction polarisée llI1 sens rnrerse présente une zooe
œutre isolanle 0001 l'épaisseur est fancnon da la tensIOn
inverse. Certe zone joue le r6re d'(I1 déleciriqoe el a un effet
de capacité. La capacrté de la dIOde dépend donc de la
tenSlOO Mrse Vft appiquée.
80
"
.,'"
40
30
"la
le coefficiffi1 de Me'lSlOO de la diode est :
",
o1-~c-->:":'':~~:;;==;;===;:==;!~
ro
ro m
r~blll",
30
"M
40
~
MODËLE tLECTAIOUE COMPLET
,•
l,IV arsb.re de gafun
1 : factllll de forme 0,5 potr les;oncoons ~les.
0,33 pour les jondlOl'lS 9"acUilles,
) 0,5 poules jOIlCOOns ItJ'perabtuptes.
,,~
10
CI : capacité à la ten5iOl1 V~ IF).
C~ : capooté de la i:;n;tion non p:lIansée.
Vo : tenSion de sauf M 0.3 Vgermarium,
0,7 V siJicUn,
,
~
,
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c,
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1
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R,
C,
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1
"
f : fréQuoo:;& (HZ).
R,: résis'Jtnœ SÉrIE! rue au semi~fU. Cer.e rési>tance
déctr:it b-sqll8 VR ill9flEffie.
le rapport C _IC.,,~ permet d'avo.r l'écar1 utilisable en
mocUatioo de fréquence.
la irrute d'utisatiOrl est fixée par VR(V BR < VR< VQ).
10. 93 Modèle électrique équivalent
g se caractérise par :
Cr: capacité à la tenslOI1 VR[Fj,
Cp: capacité parasite inhÉr~je au rTlOI'ltage [Fj,
J, : il(tiçjilflC(l due au type de monta9fl ~,
RI : résistance de fuite 00 condeosa:etJf IIlI,
R. : résrstance séne rue au serru-coodoctOO'.
UMITES D'UTIUSATIQN
,
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"h ~
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DIODES VARICAPS
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012-. ....... _ _ ;
T092
SOT 23
'"
'"
"
10 .1 0 Diodes Zener
SYMBOLES
JO .I OI Caractéristiques
Dans le sens drect, celte tliode COf"IdOO COI'Mle ttI/l <iocIe de
red ressement, (!(ms le sens inverse le courant reste nul
iJsqu'à la tE!l'lSOl Vz de ZMef. pr.is cette tl!llSlOllles1e prat1QUeme!\1 i'ld!'!pendal\e !il couran1.
CARACTËRISTIOUE STAnaUE
• La tOOSlOO ZEœr, en fonctKl!l 00 type de diode choIsle,
peul varier entre 2.4 Vet 270 v,
• la v;YiatOl de la catact~ en 1onctoo de la ternpératlJl'e se rait ~ rf(IpCI:1 à l'effellJtisé ~ le daquage de la
IOV,
"
,-" ,.,---
jcœti::n
• POlI les lensJOOS bœr de fortes valeurs (> 10 V). c'est
Zorn>
l'e!fet d'avalMche.
• l'ru les lensR;ns ZIlOe( de fables vaNS (de 2.4 Và 5 11),
c'est l'effet Zener.
• Entre ces tensions, C'eSll.1'19 corrtJNiSoo 00 ces effets.
1O . 1O~
d'ut~i$alion
6
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C
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C
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prépo défar·!i
~
MODÈLE STATIQUE
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R, ~ .iV,
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R"
En """ ..lion . , . - rio:optoII',
10 . 10.1
MODÈLE DYNAMIQUE
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C,
R,
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l1riobIoo.
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"
IO . IW Diodes Zener et bruit
BRIJIT D'UNE DIODE ZENEA
'.
les diodes leMr génèrent une tensio n de bruit parti·
culièrement importante.
,
,
E'
,
Ez" 2QRz1o
,
Q : t .6.10·'1 C/J'JombS (C).
RI: résIStance i1:eme (fi).
COOfoot dans la dicde (Al,
E, ' densité spectraM:! 00 bnjt (y 2rl1z).
Les db:les de réta'errce à Jable te1Sicf.l (VI < 5 VI sont les
'0 :
moins bnrfantes.
DENSITÉ SPECTRALE UNILATÉRALE
E:(v"IHZ)
,.
260j1A
10-10
10- 16
10 . !O5 Coefficient thennique
10- 17
1
10- •
L_~=~~_~~~~~==_'~'
1
2
345
10 20 30 50100
SYMBOLES
... Vil : owiatlCW1 cie la te1Sion de Zeoer poi..I' \Ile varia\oo de
tempérallxe de à T,
a : coeffiCiErlt ttJErnllQue de tOOSion ('C·').
Vn V2I<
'.
'. "
1 existe des diodes cie référeoœ de t€frSlOll compensées en
tempérabe. elles SO'lI constituées d'\Ile dicde poIansée 00
direct, oomle V, diminue de 2.3 mY par Degré, et d'une
diode Zeoer dooot le VI augnente aI'eG la tOOllérature.
Hl . I{)o Symboles
'n
'n
,~
EXEMPLES D'APPLICATIONS
V
Vf: tenskln di"ecte j):)IIr L(l coo.rant cfred: " M.
" : coorant li'ect J.X)UI une tEflSion di"ecte Vf (Al.
VlI : t~ de st<ÜS8too peu le '11 M.
coorant 6e stiliisation (Al.
Rn : résistance différootiell! peu 'n 10),
'l~ courant de mesure darlS .:a régll)1 du coode (Al,
'rr :
:
,~
,~
,~
A,
V
R,
RI
::"! 1~: :In!"
Montage de basa
Double s!abilisation
C""etloo d 'un seuil dl! tension
•
'lX : ~tarlœ différentielle peu ',~ (n),
avz: coeffiCient de t~atLXe.
'R
: COlrant ilverse peu VR M,
VR : tension de mesure 00 lXU'ant 'R (70 %de VII M·
'Vol : valeur imite maxinale du courant stabRsé (Al.
Le clloix d'!lle!iode stJJiIsatri::e se lera en foo::tiCJl de la
tensil)1 il stabliser (Vn ) el du courant traversant la diode
{lui SOlI de ia ~ssanœ (Pt! dissipée P<I" la 00de.
li:
eomm.""
en I",ison
en décalage d'échelle
10 . 107
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DIODES STABILIS ATRI CES
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,
10 . 11 Diodes Tunnel
"
SYMBOUSATION
,
Les cIiocIes T~ sont des jooctlQt'lS PN Qui uWiSeI1I I'eftm
•
Tul'V)8j pouf obteor lJI1e réSistance ctyl\amque régôtMl.
•
10 . III Caractéristiques statiques
1~ : oo.rant de PIC " 1 fi\/\.
l, : rosant de ~allée " 0, 12 mA.
Vp lensiOf1oopie-65mV,
V• . tensroo (je \'allée • 320 mV,
VFi : tEllSlO/1 d'égaie hautE!..f" 500 mV.
In . ll:! Caractéristiques dynamiques
CARACTERISTIQUES STATIQUES
- - 100 C
1
'.
'.
:, ',-+7:,
-- ~ --
,
'.
1O . 11~
, ,
V,
Zorwo " fh'SI~
--+,
V.
c.
,
CI: condensaleur de 1~lson
R", _ 220 "2,75.
R",-R,
80
Fonctionnement en oscillateur
Modèle équivalent petits signaux
la diode es! polarisée par l'inwmédiaire de R, qui est
déco!.plée par Co.: ,
le schéma équivalent montre la mi se en para!lèle d'une
réSlS;anœ R, ~ est la résistance pari)Sjte de l'in~JÇlar.ce L
avec la résIStance - [nde la dooe Tl.fIflei
',R
R~. --­
e
dynam>qua négat,ve
FONCTIONN EMENT EN AMPUFICATEUR
pr enant une resistance dyram:que de 140 fi a~ec une
résistaoce de charge de 220 fi, I)()(IS obteoons:
V,
- - - + -- ~ TensIOn
La clio:xle est pojarisée par 1'i'llemléd~~e cie l'MJCtarce L
et (je la clwge R<n au pocnl de fooctiooneme~t Il,, V,I : en
G" V,..
-~
"
-
(" : résistance ctyna~ typiqu;! " 140 n.
C. :capacilédejo::mctOO·4pF
f, : fréquence de COlJjllt8 typique" 2,5 GHz.
1O. 111 Fonctionnement en
amplificateur
T ~ 25 °C
FONCTIONNEMENT EN OSCILlATEUR
R-rn
St r n< R. nous avons cIémarrage d'osci:latlOllS à la tréql,er.ce
1
'o · 2"v'IT '
10. 115 Exemples de diodes Tunnel
- ,-
c
R
"
Il Transistors
bipolaires
1J1 trMISISIa' CtII,W1e lrOI$ CO"fIQXIOflS :
rémetteUf e,la baH b, la coliecteuf C.
On ostngue tIM typeS de transastors QUi diflèret1t par lEU'
structlJ'& :
• la trarlSlSta NPN aw IeqoeIla base. ZCfle de type P, est
Sitl.Jée litre deux lM8S de l)p8 N. rémette\J' elle OOiectEU ,
• le lrwIsI$ICf PNP cIIIlS leIJIef la base. zone de type N, es!
SYMBOLES
Transisior NPN
--<
--<
Tr_~ tor PNP
CONVENTIONS
•
•
située tnre deux zones de type P
La lIèch& SIl' le syrOOoIe Ild~ue t'~l1eur et le type de
lra1s:s:«.
La tra.'ISIStOt' est !,Il sem-alfICb::IlllI' cœtTôIabIe ~
dew I)pes de kn;ti(ll"~TIE!t~. ~ foncb:.mement bIoQJésaturé et l1l'I fonctlO/Ylemel11 en ampll~icaleur de courant
(Iollc:ioI.1EW!leI ( 11éafe),
T•."sistor PNP lvec collecteur
."'16 .... IX>ltIer
@
•
CARAcrtR ISTIQlJES O' ENTR~E (2N1711)
Il • 1 Caractéristiques générales
'. '" / ; 1
. 11 Caractéristiques d'entrée l b
./
(V be )
la ~/I (V...) est dcnnée à V.. CCIIS'.n hors
sallxaLoo.
VIbo eslia ten50l de daQlage tlmeItaf·base plU 1; : O.
V~ es! la len5O'l de claquage coIectu-base peu 1•• O.
(Utiisatoo posslJIe en Oiode ZMef.)
Wsq:e la t~ature augmente, la tensi:ln (je sail dilInJe
de 2 m'Ire potIle s.i;io.m.
[i •
.,
Caractéristiques de sortie l e
(V..)
/
1
CARACTÉR1STlOUESOESORTIE (2N1711 )
.-------)/1
'e
La ~ IVct) es! 00mée Il 1. œnswt.
la cn::::erlSl4Je 1 CXllquld li III nnttage ru la œse es1
reliée ch:IMWIIi ,'Mlett!u féW bk::Q.Jé.l
la lenSi:x'l tIe 90 V correspcWld Il U'le Isnsm d'8'f.l1a!1che
dreçte(V,,",~
la t€fTll)éfatlXe a pou' elfet de trMSIatEJ vertiC3lemen. les
C&'aC1~qJeS honzlYltales.
'"" dolb:e lMIes 7 'C polK le siDJn.
La tension d'avalaoche dlfl'llnLIe en fOflC~on de la temperaIlle.
5QV
90V
(V_) Veoo
Il • l _~ Caractéristique de transfert
/ , =/(lb)
La cncI(nlliq,Je de transl€l'l petmeI de dètemnr t ' .
flCatlOll en ro.tan1 ~,
"
AMPUFICATlON EN COURANT
'"
" ,
l, .. f (I~)
VooECte
BJ - 2S oC
'. :COlB1IcoIecteuW·
I~ : COI.flR base tA),
• $VlWlede 100 %~ " 'Iiria de 10- 1 à 10- 1 A.
• L'~tb'len ccuant paugmente de 1 %~ ·C.
......,
Le coetIicient d'~ entre " et l, 8Sl G,
l,
l,
a" -
Il . 2 Courants de fuile
LorSQue l'on alimente la jMctlon collecleur base, on
IXl'IStat8 1'eJQSterœ d'lII ~ de h.wte '.. (1.... 0,1 pA
peu !JI 2Nt7m
RelatIOn entre 1"", et 1"", :
l, = Pi, +1...
I... ,,(P +1)/...
,
y
~
1
E,
11 . 3 Relation l e (Vile) grands
sIgnaux
Cene reIatJOn est appel! ereIatJOn d'Ebas-trd.
'.
RELA11ON'e IV".) GRANDS SIGNAUX
Soct*na d 'application
l," I,(e~' - 1)
l, = POl.,
V,=,-"
•
R
v, ,, 25mV6300K•
l, '<10 nA.
k '1,36,10·Z\J.K· 1,
q,1,6,10·'IC,
T : 19f'!l)érature IK).
t < ~ < 2 : ~ coeffICient fonctiOO de lB geométrl& de la
,:wldial, La ~ 00 t!JTllS, OIIIUse ~: 1.
E,
E·I
lorwque V... > 30 mV,
"
11 . 4 Transistors en régime de
ÉTATS DE FONCTIONNEMENT
commutation
Il . 4 [ États du transistor
• tlal bIooué
C'est un état tel que Vtt ~ Uet /, ~ 1<0(>' cel é:ai est oIltenu
poo 1Il courant de base nul.
• Elal salllé
,
"
_ U - V..",
" est Ill'lté par la chafge, l, = R
.
"'"
Cet état esl obtenu pour une mIens,!!! lb >
l
R,
jv
m
i,
L
pour un
tranSjslor type 2N1711,1a tenSion VCO " I a'JX oomes du
lranS stOl" est de l'ordre de 0,3 V. les conslruclsurs précisent
IV!»"" l, ",.10 .. 1·
,,
I l . 42 Temps de ta commutation
• Temps il. la t€fT'lel1.1e (mise en OO"duction)
l, {cielay Trne) : temps de ret~d ent'e l'iostaI1t d'application
cie ib et le passage de i, 11 10 '1\, de sa va1etr fmle
t, Irise !me). tenljlS de Il\I:Xltée de ie llIlue 10 %et 90 %de
sa \IalaJr fr.ale.
Les CQ~structeurs n'indiquent parfois Que le temps de
MISE EN CONDUCTION
f-'J'- _________
fermBlLfii 1",:
0."",-"
• TIlIIllS ârouverture (blocage)
t. (slorage 10'119) : temps d'é'<aœalion cie la c/1arge stod<:ée,
8I1tre O.91~ et 'e passage de i, à 0,11 l,.
If ~allimel : \tJ!TllS de descente entre 0,91, et 0.11"
Les constructeurs n'indiquent parlois que le temps
0,91, -
" , - ---,-{
,
0. 11~
1
, 1 1 ,,
d·OI.NeItu~e r~;
10" = l, +Ir
FtEIIAIIOUE:
'd!
1", et au~snt 3'I9C:
- le ni'.. eau de satUlatlOn (l, li,.),
- la tempéfattre.
1", e1/oI' Iimi1tJent avec :
-le rawort 100001i",
-la tansioo SOltc€ du roIIecI!!\J,
ie : courant co6ectell',
Il,: courant œ-eçt de base ru trans.'S:or EIl conduction.
fb2 : valelr maxmaIe (lu courant l'1'MSe de base peu bIo:rt;w
le Iranssta,
BLOCAGE
,• '.
Charge stockée dans la base
&Il phas.e d'évacuation
0.9, •
,
./
,9
·
11
"
,
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·
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1
"
11 . 43 Amélioration des temps de
commutation
LIMITATION 01:0 LA SATUMTlON
Celte amélioration COO$iSte ~ à rWe 1011 ,
'AS
-, "
.
.
.
-
• Dispositif 00 irMaliOn de Id saturatoo
le Irans;stor est maint€11U à !a imite 00 la satlnli~.
V,,· VtJo t (Vd - VœJ
comrneVd-V"",,,,O,
v
V", = VtJo> V", ..,.
V,
• DispoSItifs de commanœ de Mse
Ces dispos.tifs assurent 00 cOlXant i, oégalif ~squ'à 500
e:(\inc!ioo et eosu:1e me 19f1S1OO Vb> néga:ive.
Par polarisation inverse de la base
Le principe est très simple, le courant é~acué de la base
Iv~
"
V,
dans la phase de blocage vaut - R'
9()
POLARISAnON INVERSE DE LA BASE
jcuMt sur l' J'rllOrtance de QJ cwant, on joue Slf toll .
,
Par pointe de courant
La püI1te de ewant est créée par le cordeosa:eur 11 l'nstanl
ru t:tlcage, elle petmet cie rSdure Cl:lI1Sidér<tJlement '''",
Par contrôle de la nriation du courant
let dépend de dOl o. il emte UrIS litesse de décroissanCtl de
·
I~ op""..."
._.. ,
'.
,
o
CRÉATION D'U NE POINTE DE COURANT
,
L : ildJctance (HI.
VI : tenSicl1 appIqJée M·
c
:
(~; l~ var.aiioo optimale de 1.1A1s).
....,."
Le rrontage d<riogtoo f';cir § 12) uliise III premiet transistor
(dri'ler) de C()(Il(I1U\atiOn il faible WJ(3Ilt ie et 00 deuxième
tranSIStor Oe p.nssance. En commutallOO. seuils dn\t€r est
saturé, CIl QUl permet de commuter une mrte p!.issarœ 3\'9C
\Il temps de COoTm.ltatlon plis ffibIe qilll seul trarâstor de
m
CONTROLE DE LA DËCROISSANCE OU COURANT
""""".
V
POO' oblaT lIle b:::«Je corrmrta'iln lJIf!I:. ce rrœtage, i laut :
- il l'état passant, ~e!IH à bien satlnr K! !rans;stor diWer,
"
- à t'l)\Narl\lre, comme on ne bénéfICie pas de l'e"el OB
muII~1Ion des gams, i faut if.'C( recours au Ci"W1 ex!énru'
peu réruJe K! temps OB stockage et optm5et le temps de
desŒtlte d\I crua1I coIecteur,
- à ta IermetUf€ d\I ClCllit, i faut atlatpJElr av&:: un coorant
OB base sufflSOOl et qU • ITIOIlte • Vile.
•,
,
o
R.
,
0
"
Iv
m
,
1,·
v,
-
"
..
11. 44 Problèmes de commutation
DISSIPATION D'ËNERGIE DU TRANSISTOR
le problème essentiel de ~ comrrutation est la dissipation
d'énergie qui se prOOuLt kirs des instants de filffllfitufe et
O'(l(/\/ffiure. Noos poIJl'OIIS calculer la ~ssance moyenne
sur une période If) dssipée par le transistor sur charge
'.
inductive avec ~ ,. T{poUf 1",,, Cte).
u,
• Fooœ:ure
•
1
Pf= iT,U.Jeo.t,
·
,
•
","",""
1
,
,, '-
Po " 2T .U,J,•. t!
,
La puissance consommée lors des commutations est
importante et augmen:e rapidement avec la tréqueoce de
"
u,
!ra'la~(H
,
p
Les performances de ce montage 50nllimltées par sa
capaaté à Él'I'aCUfJ la chaJi:u créée par ces cormJ\IIallOllS.
Si nous voolOIls être préCIs, ï est possible de calculer la
I)Ussanœ rTlO)'<me lfissIpée lots des ~ses de tlklcage et
de ro:ld JC\k:I:l,
-".,.
1_
•
,
,
• ,"-'•
Phase de conduction
AIRES DE SËCURITË
,
" '"
Phase de blocage
t~
P~," U,.I,... -,-
"
', - .
1'1
~25-CI
/'
Puissance totale dissipée
,
p .. "" -100
.,
ç
\"
'\
.C
do,
\
11. 45 Aires de sécurité
POOl utiliser un transistor de pUISsance, Quaire Iim~es de
forlctionnement doivent être respectées. Ce SCfIt :
• 1._lvaleu- maxinaIe du cx:uanl coIec1tu),
• V,*, (vaIeor ITJa.Xlmakl de la lensroo COfiecIetJr·lm'Iettet.f),
• P'g ~ fT\al(ima!e ~pée, domê8 p:l(J' 25 'Cl, la
linite 00 secooo cIa$age.
o. ,
Aire de sécurité
V_ V
en régime permanent
(1) Extension de l',,,,e de sé<;uité en 'égime impolsionoel.
poo, u"" impolsion caJibré9.
Il • .l6 Aide à la commutation
"
CIRCUITS D'AIDE A LA COMMUTATION
Nous allons akjer le t~st(J" à COfTI'11lItet' poI.f rédui"e la
pulssaJl{:e moyenne disslpSe dans le transistor (CAl.C.
Circuit d'Aide il la Commutation étudié dans ~ cas d'~n
hacheuf abaisseur).
.u
• Aide il la lerrœture
Le prirqle conSISte à im!er ~ litesse ce montée de i, et à
laie chuter v" . Ced se fait asémen! par ~ mise 00 série
d't.ne inductance pendant cette phase.
R
,
, .,.
----,
,, - -----------cALC.,
1 ,
R,
c --
1
1' ,
1
1
1
C<lurant dans 1. collecteur
~~(t - If)
ic
•!
u
D~
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1·, cl
Rc
D,
--""--- ,
~
: OC
d
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1L _________
l'
Vt.~
v" ~ U-L dt (il )
1
:
~
1.
v
~U-L~
•
AIDE A LA FERMETURE
l,
Co
Choix de L
L;o ~ ./,; maiS Lne doit pas être trop i~nte pour ne
•i
,
D"
• Alde à l'ooverture
Le prrope consiste à ir:1'Itet' ~ l'ltesse de montée de v""
ceci se fait aisément par la m,se en parallèle d'un
coodeosate\Jf.
Le concle!1sateur Cest l'élément de base de ce réseau lune
00de et ltle résistance an dérivatiOn, évitent de décllarger
tM'utaJement toote l'énergie conlet1!Je dans ~ condoosa:elK
00 moment de ~ fermeture du tranststCf). Le courant reste
o:nstant da'ls la charge Jl€fIda'lI toute la COIMlUtatiorl. Dans
IIM première pflase 1" -ta, le courant dans le Ilans~tor
Oécroi\ et le coulant dans le conclenr,ateur crOÎt (de façon
tele CIl!!! la sorrvne reste constan!e).
l,
P
l,
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~ .. O,1.
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u
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votl'.,) dU
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vu(t) " - '- .id.ll - t. 12
2cl r
C .. ~
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AIOE A L'OI.M:RTURE
ic(tl",/d!l- tif - toI]
Conditions
1
1
/
1'0
il
Caleul de C
Lid
"u- l,
l,
1,
tr"t., -t, .
'.
'.U
,
Équations sur la période [t. 1, t.l
~
Charge
1
pas augmenter trop t,.
.
U
c
"il·· l
1
c~--/
'.
~
1
CHOIX DES TRAl\SISTORS DE PI ISSAN"CF
'00
'00
T0218A8
T0220
."
'1
.."
TRANSISTORS EN RÉGiME LINéAIRE
AMPLIRCA'ffiURS À TRANSISTOR
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Lt """I>fO cio _ .. eo<opotItqo'wl ......
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Amplification
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Passage courant
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POLARISATION DES MONTAGES À "ffiAi'SISTOR
l'oor pouooio 1Wo I.",tioo,., ... -.togo _
d'III poII'It do _ . IIW: .....
lot , .. _ . do otI!ki, UIIO",_ '01 ~ poWioMIon.
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R.
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R.
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Variation
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"Il . ô: Compensation des variations
du point de repos
MONTAGE DE COMPENSATION
____, -____- .____ .E
Une mélhOOe de compe!lsatioo consiste en l'introdoclioo
d'(I) traflS;stor De même type dans Ml mCI.II de po:lQ'i$abon.
1 est bien évident que ~ transaslŒ iltrodul1 devra se tTOIJIIe(
sur le même soostral ~ 50(! l'Olsm, il est 0:1 appowé.
11 . fH Modél isation basse fréquence
R,
=2; ___ ,,,,,,,,,~~.
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en diode, peonel\NI1
oo~se<~s
le transistor est supposé polarisé, le modèle s'ét~1 autOll
variations de 8
d'oo p:linI de repos,
les modèles étudiés sort des modèles· petijs signaux "
c'est·à·tire cpe les sig'laUX aw~~ au transistor sont de
fable arnpIIude el autour cilJ poflt da repos
Par rapport il ces signaux, le tranSIStor se corrporte romne
CARACTÉRISATION DU MOOËLE DYNAMIQUE
!Il q~ Ï'léaire,
1.1
Modèles de base
De façon générale, l'est ccmdéré comme gra-.:j (~
œ'ltaines de kiiO-otmsl et néIjigé Et i est ~ de faJre
ilterveni !Il iJUlre sdléIlla ~arlll'le source oe COO,Vlt
COIIYTIaf.Oée €fl tension.
'.
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J •
!
QUADRIP6LE DE BASE
p : a'TlPiification en OO\Irant.
1. : courant de pclar;sal00 passant dans l'éme111l1.K.
VT ~ H soit 25 mV à 25 ·C.
, ---;===!-------.,-1---('
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-----!==,l,==!-----!
q
"'~
If : constante de Boilzmam 1,38. 10-13 J.K- 1.
T : lempératLXe en KeIWl.
q : ct.ar[;18 de l'électroo 1,6.10"19 C.
Collecteur
Ëmenoor
MOD~:LES ËLECTAtOUES ËQUIVALENTS
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"
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---!=========/-'p n'a pas élé négligé
Collectoor
Base
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CoIIe.:toor
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Ëmenoor
--!:===::,L====!--'p aéttl nég ligtl
Ëmel1eur
Il . 66 Paramètres hybrides « Il »
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OUADRtP6LE
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Ces paramètres sont très ut(1Sés en basse fréQu€n;e ,
Vb<: h",iô t h'l' Vb<
~ecteor
t
ie :h 2"I,+h 22 ,V"
e : signifie Que le Quadr'pO'e est caracté~'Isé en émetteur
Ëmetteur
"",ou;.
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MootLE HYBRIDE COMPLET
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Les docl.rn€Ills conslnlcte\lS li::I!'rla1t :
_ 1 (a laplaœdel 1)pru-i1PlJl : entrée,
_ c(à la place de 22) pour 0Jtj);1 • sertie.
MODËLE HYBRIDE USUEL
'. , ,
_ 1 (à la place 00 21) pour Forward " transfert drect ,
. , (à la place de 12) pru- Reveo-se "tra~s'ert ilvefse,
.!
11 . 67 Modélisation haute fréquence
MOOèIe OB Giacdetto
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Le modèle es! relatif au ~ l1I€C trMSÎ$tCW' 00 érletteu
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c
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'bD' . résistance d'm1rée déaivant la ia!soo entre l'iO):tÉrJetf
du tranSIstor et la ZCW1e acti'le (Quelques ohms à QUelQues
diZaineS d'ms), ete est souvent né<jigée.
'~', : réslstanœ cI)œrrqJe de la jcfICtlcwl base-émetteur
MODËLE COMPLET DE GIACOLETTO
,
,b , -.!
- g...
1
C~" : capauté de la PIctiOO base·éme~1lll.
CI'" capacité base-coIect1lll xI',' a",F.
r" : r" ., p, SOIN€flt négigé.
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11 . 68 Fréquence de transition
MODËLE. SOATlE COURT-CIRCUITËE
~ akI1S preno;te le modèle de GiacoIetto 00 C(lI,rH.rWt.
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c~, oC Co·, et rbIl négli;jeable :
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FréqOO"œ de coopo.;ra de ~ : f,
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DIAGRAMME DE BODE DE ~
En constdérarrt le p<od\J! grun bande constant. fi est appeiée
fréqoonce de tr~tioo.
20 !og,o ~
20 log,
fJ
1 1. 69 Paramètres« y»
Les paramètres sont essen t,ellemen t ulitisés en haute
lréQ 00IlC>J.
ib "
YlI , VbI + y1//"
J, = Y1l • VbI + Yn ,Vot
'. • Vot 0
Yu ,, • V.
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YI!, = 91'. +jC n , ..
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à
Yli = - i.
• V.
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Yll, ·
IYII.1 "'12,
à
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Ytll "
IY/ I,I ..1"
V.. ·O
Yn ," 921. + jC n , OI
• V.
Peu les mttances de transfert, les COllstructeurS cIotv"Ieot
SOI.IVeI1t modlJe et pme.
Vj l ,, -
•
V.
le terme Y,Z, est SOIJ'/€IIlt négigeabIe, \Wos ce cas. le Iran·
sistOf est dit lIIIIatéfaksé.
Le terme YII , a 1I1 mod\ie 1YII,I "9",.
'P", est le dépassage (alg...moot) de Y",.
MODËLE UNILATËRAUSË COURAMMENT vnusË
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CHOIX DES TRANSISTORS DE SIGNAL
TRAr;SISTORS D"USAGE GÉNÉRAL NPN BOmER TO 18
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TRANSISTORS D"USAGE GÉXÉRAL PNP BOtTIER TO 18
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12 Montages
Darlington
SYMBOLES
Convention :
"
~ mootage Dartilgion eSlI.lle assooatoo !le trar\S1stcn ~
~ d'avoi"
une ampIificatl(Xl en COllant élevé.
1, ~ ~~ . lb·
AMÉ LIORATION DES TEMPS DE COMM UTATION
12.1 Darlington en commutation
Lors des phases de satula,iOO, le tranSistor qUI condUit la
pUssaoce ne se saLUre réellemeot ~~'S,
•
Boitie< du Dar1ington
Le motr,age coomu:e donc plis rapOO'rent qu'un lrans;stor,
maIS d~!iJs de puissance.
[1.11 Limitation des courants de fuite
Dans le mootage Oarlilgtoo smpifié, le COO'ant émetteur ~
trallSlstor T, est irltègralemert injecté dans la base de T,.
Par CO'lSèQu€r1t le COlXant de fuite du L"3OSiStllf T,. à l'état
blocpé, est ampld:é par le tranSistor Tl: Uen résulte un
COOf<llt de fuite 00 l'ensemble plis élevé.
les resistances Rb', el Rf:02 servent li liniter le COlXant cie
fl.,1te io<':) Qui, s'~ n'est pas li'nité, provoque lI'I éctlauffement
imporlant du roontage.
D2 : diode
d'anl isaturation
1
Boitler du Da~1
R.,
"" 1---_,
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P... ~ bfWt. ~ ;-
l,"' ....
V" .. : lenSlOl'l directe maxl'rlale · bIocabIe ",
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DARLINGTON ET COURANTS DE FUITE
AIRE DE SËCURITË
....
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..... T2
no
Les résistors de stabilJsation rédUisent le 9a;n statiQue en
cruam <il montage. Si 1'00 ~ q..E RtJt , lM partie du
ci"cuit d'attaqœ, on l'Oit que il préserœ de R..l se traWil par
l'~ d'", terme soustractil dans l'e:qnssi:)11i1 gatI :
Vcp : vaw maximale de I.J lensJOl1 • bIocabie " pour V. en
---
,
RtI01 . I.~ < Vl>l1 seUl
P!al : vaIeIx rnaxmale de la p!lissance dissioable.
I,~ : va maximale du COlXan1 repetrtif.
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R~ ' l . "10 < Il bOl SEUl
J2. : 2 Données constructeurs
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EXHIPLE$ DE DARUNGTONS
"
, Transistors FET*
SYMBOLES
J FET ca",,1 P
JFET canal N
Tran sistors JFET
Le tralSistor JfET est III transislor à ef'et de ~ doot la
grille ~'esl pas 1Sdée. Le lr.JIsistor es! C4patiIe de foncticmer
0a'lS 00w: types d'è131, • tlIoqué·passant · et frIéaire.
SYMBOLES DES "TRANSISTORS MOSFET
MOSFET canal N
MOSFET canal P
Transistors MOSFET
le \ranSlstcr IdOSFET 0éSI[1le III trallS!Stor à elfet de champ
a enrict'iSSem9llt à canal N ou P 11 (/lie Isolée (MQSFET :
Metal Oxyde SemioondUCjor Field Effect TranSSII)fj. On
distillgJe;rOis électrodes ~s Grme, Dram et Soo"œ.le
passa!jB de l'état blOQ\Ié à l'état passant 00 ~1 est
réalisé pa p:iarisatiOO de la '1ie (éqllJll3lente Il III rondensateu entre Grie et Sourœ). À l'état pasSUI, entr~ Drain et
SOUlce, le tranSistor se compone oomme une réSistance
p.xe La tOOSiOO C!"atrl·&uce €'SI propoo1rome11e au cooraIlt.
Ce facial de prop:Jl1brnai:é est appelé Aésis'NICIJ à l'état
passall1 (R JS ",),
CARACTtRlsnOUES DE SOAT1E ID = !(Vos) A Vœ DONNÉ:
(MOSFET CANAL N)
'olA)
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Principales caractéristiques
U'llrMSistlX FtT est caractérisé plV les ~s stir.lntes:
le ~ de translS'.1X (MJSFET ou JFET],
le twe de canal (N ou PI,
la tEflSi:JJ de ciQJage E\'l<re D'~ a &:me à Vœ = 0 lVoss),
le COUI~ de ci'ain maunaI (10),
la tensioo CXail·Soorœ maunaIe (Vos),
la résistance à l'état passant IRDSt.>;J,
• la ~ de (jss(latoo maximale (P,,,,).
• ~capaalé(j'entrée (C ...).
• le temps de rrise en roOOlJCIlOO (t~"",).
• le lerJllS de descente (If),
• Ietempsdeblocage(t~;olI')'
• le tEfl'lPS de reCOl.Mlulfilll de ~ tliode irMt'se (1,,).
• la ch!rge (eclXMée de ta diocIe fMIrse (O~).
• la t€l!lS01 QIie SO\Iœ de I:lIocage (V, 00 VGSte),
• la 1€1lOOn (j'avalanche grile Socr'œ, Dra(! e1l'aif (VGSo),
• ta 1€IlOOn d'~ grile Ch'ar1, Scmel:Yll'ar (Vooc).
· l'fi RoIlElol T ~
2{)
looctionnemeot
linéaire
, ••,
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Zone de
,,•
De par sa const1ut on, te tranStslor MOSFET possède une
diode parasita mmtée en r,verse entre Oran et Scuœ.
V(lS = lQV
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CARACTËRISTlOUE DE TRANSFERT ID = '(Vœ) :
(M OSFET CANAL N)
ID (Al
T _ _ 55 OC
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'0
/
,.
V.. ~- VT
"
V(lS<-VT
V.. > 0
'-
'00
'00
NMOS i oppIOMÎSSemIfl!
0
"
-
V.. <O
'00
Vas - Vl
PMOS t enric:lissement
0
'0
Vo:;s" Vl
,,,
' 0> 0
V
S
V"" .. 0
IO" _ /OSS(1_VOS)2
'0
....J
S
Vœ
VOl" 0
S
0
1.,,1
œl' 'œ
tœ
~0
, Zone ,8sastiv..
'0
[ vVT
lo"'OOSl-
'0
G
v0$ ~ o:ons1anI
"
/
° ,.
NMOSloe"i.his.........,t
0
1.(VosJ
,~
5
0
Caacl*istique
VDIS
'0
JFETcaoal P
0
t
fv""
V.. > Q
'0 > 0
"
•,
Vas c O
,,
Vœ < 0
,
,
.I-c:-Voo
"
13 . 4 Transistors MOS
en commutation
CAAAC1t:AISATION DES ÉTATS
f-11'
.
'œll=.c==o!-!_-----..,-',
R
1] . 41 Saturation des transistors MûS
La combln de sat~ratKln est donnée pour Vœ , par :
~'"':'----.JI (NMOS à em:nssemen~.
L_'_" _' _'_"_'c
VT : teMon de seui M
10 : cœrant de àain.
g," : transcood~ance (\'Qi' les FEl &ri régme ioéai"el AN.
La corrdiùo~ \le bIoc.:!ge est :
~'
•"
•
... ,
COM MANDE DE GRtllE D'UN NMOS (ENRtCHtSSEMENn
PROTECTlON DE L'ENTRÉE DES MOS
G-C=i"
13. 42 Protection de l'entrée des MûS
Les transJstors MOS sont très sensibles à l'électricité stattqJe
et aux tMSions ~ a~ SU" la grile ; pour cela. 1
est nécessaire de les protégef par des diodes Zeoer posi.
tiooroèes entre grle et swce.
(
s
ÉVOLunCN DE Vos ET Vos A LA FERMETURE
Voso applOqué à l'entrée
--------'œ
:
( _________________.
,
13 . 43 Commutation
'O·Lo~O_
III définJtles litférents parametres stivan:s pciIJ" la corrmJ·
x·,----';------:
tabOn :
• le tlll!1lS d'Ws.sement {I",I MM 1& temps mis par le
roJram/o poLr passer de 0 li 90 % de sa valeur aJ)"ès pola.
nsatloo de la gîte,
• le temps \le retard à la CfOlSSaf'œ {Id,,,,) définlll'nl<mDe
de temps enlre j'i"Istanl où la leosb1 Vœ anetnt 10 % cie sa
valrn et t'rntant où la lW$iOn Vos est descendue à 90 %de
sa valeu' htiale.
• le temps de C/OOsaoce {tri cléfm le temps de décrois·
sance de la teosioo dralO-scuœ de 90 à 10 % de sa valelx
l ,
'
ÉVOLunON DE Vos ET v œ A L'OlNERTURE
'''!---~,
.,.
,
,
Vasol
m!ale.
• le temps de COIIpJfe {I<;t'I,
• le temps de retard à la déc rOissance {Id,o" 1 dé1ioit
j'rllervale de temps oolre l"instam où la teosKX1 Vas atlent
90 % de sa vale\l initiale et I"ilstant oilla tensioo Vos atleilt
10 %de sa ~ M.
• le temps de tIécroissanœ {III défIAI I"iltetva&e de temps
entre j'i'lstanl où la tffiSion Vos passe de 10 11 00 % de sa
valeur fnale,
'00 "-------'w
.,.
W%
,
,
"
,
'00
'c j
::t: t,
..
13 . ·4 Puissance dissipée
FORME DU GOURANT DRAIN -SOURCE
L'énergie dsstpée (!ans le transt$!or se déwnpose en :
l'énergie dissipée li la rruse 00 condJctoo:
W.. "
l"',ilt) n ll)dl
l'énergie dissipée peodMt la COI)():Jctioo:
Wcond "
l ', ilt) x rll)d r
"
r"
r,
, . CAS: MAINTIEN DE LA TENSION Voo
lo,V oo
l'énergie dissipée au blocage:
'00
fi---- ,~
,------
L'meo:va!e de tQTj)S ' 1- t, cooespood li la ib'rlée t. "
'r
L'i1tervale de terJl1S
I, carespco:! au t~ de rTIISe à 1.
L" i1te!Vi3le cie terrps l, - t~ 0J('esp0nd il la 0CImèe lit"
MiStl €f1 conductb1 ru trMSistor "
L"twkJtiCrl de la leosm a:JX bornes ru transstor peut pré"
StlIlter pk;sIeurs cas "
• Mantioo de la tension Yoo pendanlla crcissaoce de li)
L"ènergie ~ est cb:"o:; égale à:
',
w.. = l
'.
l,
W", -
01
,
'0001 X Voo x t~
2
2" CAS: OÉCROISSANCE DE Voo
loY oo
'00
,,
, xVoo di
.
r--- '~
, ______ v."..,
IDtlx -,
! ,
• Déc:roIssin"e de la leos1On Yoo pendant la croiss.rœ de le"
L'éI1errJe cisslpèe est donc égale à:
W","'
,
,"", x Voo x t ...
fi
3" CAS: DÉCR~SSANCE BRUTALE DE Vcc
'o.voo
• Décrtissanœ brutale de la tOOSlOO Voo al'8llt la crOissaIlœ
cie ID"
L"éoer~ dissipée est donc égale à:
8kx:age dt! trans:st!1 :
Les O:F.éfents cas l'US tors cie la mISe en CCfIduction rest9f11.
vafabjes pour le bklcage"
Etat passant dt! transistor :
'00
------- -- ,
r--- '~
10001 "(R 00(01'1)"/0001)" t ..
W",,"
2
PUISSANCE DISSIPÉe TOTALE
,
"13 • .t5 Aire de s& urité
La !~ture de jonc1i011 d'lI'I tranSlStor est le paramétre
le plus lTlx>rtall et Î est clone impéram de bien dloisir le
système de clisslpahon afin cie restef dans ~ limites du
AIRE DE SÉCURllt FBSOA D'UN IRF540
ID (A)
,,,.
constructeur. Le choix du dissipateur dépendra de la
pulSoaOce dissipée pendant le fonChonnement.
10 ILS
1.1 . 46 Dispositi fs de commande
• AppIiQ:.ter \l'le tensiOn oule au t>Iocage.
• Assurer à l'état conducteur une tension suftisaote
permer.ant de • saIller ·Ie IJKlIltage.
• Assuret la dlarge électriQlJe lIéœs~re à ~ Ismleture.
"'"
, m.~
w'
10 ms
100ms
w'
• Ëvitef d'apJ:i;;LJef (les tensiOns négativeS.
• Penser ql/e le transistor est sensble au:;.; paraSItes.
CaJct.j de moo:age
CV
COMMANDE DE GRIUE
Montage
®
Commande
v
V,
C. .. Cm (cf. modèle linéaire)
Translstor
'"
P'Jissance
Cak;U de montage @
Montage @
Commar>dtl
V,
R charge
21.
R,' -" .C.
1;\ . 47 Recommandations
• Olmnue! l'inductance de cab1a[je par des wMexions
cru1es.
• Rérure l',,flueoœ 00 bruit SIl la gril.
• ~ l'entrée et la sortie:
- par consttJ!io'l d'lI'I écran entre commande et puISSance:
- par une perle ferrite sur la !}fie Qtj ~ la fréquence de
résoIlarœ de la maDe.
.
Transistor
'"
OËCOUPLAG E DE LA COMMAN DE
Partie
~~"""
Ferme
[3 . 48 Aide à la commUiation
[XJ 100 œs très cwtes il.Jrées des transitions, lI'I CALC
00 typa llMSis!Qf n'est absctrnent pas nécessaire.
~
M<:>dele équivalent
J
C,
Partie
~ ~U
! _ Ferrite
..--crt-l1""~~"
Iv,
m
.
m
i
- r
.
C. - C.
83
EXEMPLES DE TRANSISTORS MOS DE PUISSANCE
'-
,.,.
.'
~
SOT-82
,
lSOWATI220
$OT-93
,
TO-220
ISOWATI 218
ISOTOP
STANDARD VERSION
TO-3
,
SOT-l94
.
'.f FET en régime linéaire
'. 1 PolarÎsation des montages
àJFET
• Polarisation par deux sourc..
!Àlte poIarisilhon nécessite de\;x sources COOltnues, eII8
paT"IeIl.I'II! gMtIe ~ tlJ SQ'III. mars ~ ln!
pde d:spersr:rJ tiJ pool! de repo$.
~atf
r R,
PoIariNtIon automatique
(R$/~>EI
VGS<O
r
• Polarisation alllomatique
la pU utiisee.
Le COI.nu entra'!! dans la P es! rd.
Vi)6"' - Rs/o
et
RG .. ~,Mn
le pciI"iI oe fcn::ti:w,18IIEII1I es! déIMMé pa!
V
(V.)'
- - œ "'Ioss 1- Rs
VI
• Polarisation par source de courant
Ce montage pennella fixa:oo du courant '0 (J.I fixe'o et
nmle morLage in~t oa 105$ el V~. La source de
POl.ARISATlON DES MOSFET A APPAUVRISSEMENT
aKJa'Il peul être aU'iSI trnISlOi ~
Po*iINlIion lHlIomatique
a
RI)
Polarisation des MOSFET
à appauvri ssement
l
Ils sont polarisés pout VGS " 0 P\II5QlI'is sont conducteurs
avec 'D -'oss dans œs cordt.om (RI) .. QQ. Mf! et IG"' 0).
Polarisation des MOFSET
à enrichissement
•• 1
POlARISATION OES MOSFET À ENRICHISSEMENT
P<Mrisatlon par boo ocIage
Ro
• Polarisation par bouclage
Nous ~ par ce 1I'OO'.age vos" VGa'
f
1'1
l
Polarisation pa_;,.::"",,
= ,___,
_ _ _ ,
Cette ~a ri!atlOn permet de compenser les vanatl on!
possœs 00 poiIII de repos
VOl"' E- ROlo.
'of = v'" \. = Vœ \. '" 'e\.
RI)"' (N, Mn
• Polarisltion par pont
IlU lananenllOO il g;l'detr~1C8 d'emréedJ nmtage
élMIe : (XXI œa, O'l met SOOI'!IIl! M 9éne avec la !,de t.œ
résislance ~e.
c~ J = ~ .
R,
.-1'
1,.
R, Ro
1=
1
~
C L : capacité d11 liaison de l'ent,ée,
V. : tension d'entrée alternative.
-
l
.
"
13 . 7 Fonctionnement
en résistance variable
CARACTtRIS1lQUE 10 (VOS! poo' un JFET
10 (mA)
'= F- ----- - -,~--_,,__---=--­
Vas " 0
13 . 71 Principe
,
De~ ~te 6e la rfialKXl10 (li os).
,
'D : OOJraIlt de (kan (!\J.
loss. ro.xanl rna.>:ITIf.I drain source pOO" IIGS " 0 (!\J.
lIus: tension lJfe soo-œ M.
III lenSIOIl définissant le saj cie cooc1JctJoo M.
Ilos : tension (ka.n SWfœ M.
vo
MODELE Dé LA RESISTANCE VARIABLE
On reste dans 1..118 ZIXie lIos < Il p.
L'obtention de l'expressioo de ros passe pal le dévelop·
pement et la inéarisa\JO(l par rapport à la variable ( ~os ) de
la relatkln 'o(\los).
GS
ATTI:NUATEUA COMMANCÉ
ATTÉNUATEUR FAIBLE
DISTORSION
1
R,
--;:T I
1
v,
001
Vr, VG.<;: so/1l des expressms Jlégab\les M.
R,
Amr>ificatou" 1 baosistu;
i laibIt 1istmion
i gain variable
.
1
,J.
v. " R, + Ros
Amr>ificatou" i lI3in voriable
1 v.
Iv
V• . R[)5
(Ros poo" IlG.<; " 0).
1
R,
,J.
R VI
os", - _ 21 055
•
R,
FJtre. ~ dt ~ vaiable
~-
1
V.
m
! T"
c,
~
*
R,
:::'i7.R 2
R,
CI: capacité de liaison.
R.
c,
R
J,'
R,
v'
m
m
c,
1
l ' c_
•
•,
'.
~m
R,
r ,•
C_: capacité de découplage.
!.lm cha"9" avec la variation de R [)5'
m
R
L
t
!
v.
Cr
T -(R+Roo)C
.
13 . 8 Modél isation linaire des FET
MODÈLE PETITS S IGNAUX BASSE FRÉOUENCE
13 . 81 Modèle basse fréquence
Modèle sImplifié
D
G'
• Pour un JFET
'c !
9", " - 2 1005 (1 - Vœl
VT
VT
r
• Les constructeurs donnent;
lo., gm·Vœ
~oo
n
'c . Tc, '-r'j"'M
C", " CG[)'
COOl " Cos' +Coo '
e .. : capacrlé d'entrée en source COITWI1\.O .. ,
C... :capaaté 00 rétroaclloo en SO\II'C8 COITVl'llIle.
Co.: capacité (je sortie en scuce COIllI1IIlI1&.
• Paramètres Y
C oo'
,.
+CCJ,S): g.- jb•.
Y" " YII, " - j .. C ~ " IY,I, t'J'"
y~ = Y,,, = j .,(Coo
R.
les coostldetr> fxi:pent SOOIffiI YI l . " Y~ " g~ à lIlIl fré-
.,
O,Ul0
!(Ill1 5110
Ii!S
0.1 1215
101100
H I!
.,<, "
CD'"
R"'l",R$f
<,
•
•
FET et bruit
Les tranSistors à eftet cie champ possèdent des caracté·
ristiques très inté1'essantes pour cie l'amplifk:ahon basse
fréque nce. faible bwil. Ils sont adaptés dans les cas de
fortes résislanœs rntemes des 9éfié!ateurs appliqués.
iN a 10 kHz .. 10 FA1 \!'HZ (FA" 10- 11 A). ce qui esl
fIIér.eur à I~ pour un trOllSiS:Of,
D
,
'. t
J
,
~fü, car IY
l l11 dêrisce cases! peu df'éfent de g ~.
COJ.1PARAJSON DES CARACTËR1STIQUES
G
,
,
,
l,~ Y, ~ i' - A'~
y ,:>: $t.;:- '"
G
'"'" "
<
-
•
•
,
MODÈLE DE BRUIT D'UN JFET
Bruit du
,~
1
sislO<
'M"'""'.
i,
,, ~
r,-
D
1
r-
G
,
'--'
R0
(
.....,.- Tmnsist
".,
1T"
DI
c _ --
.
__.
Tension de bn.Jit
Courant de bn.Jit
eN (f) [,*1
;N(f)[,~l
'00
----
-
" .\ ;
,
F: facteur de bruit.
CO'S'
très SOIN80t négligés
D
Y", " Yn. = j .. Coo + _,-.
R.... Cos"C..
RD-S'
TRANSISTORS FET ET PARAMèTRES Y
y~ =Y211 =g", -i .. Coo=IY~I. f~ ,
MOSFET. JFET
D
Rw
Ros. Rss' et Roo' soot
Rw
()ax! ~ l'I'()(Iéisatl:>n s'ad"esse au modèfe srnpMié.
J 3. 9
,
R~
MODÉLE PETITS SIGNAUX HAUTE FRÉQUENCE
COI " CIlS - t CG)'
""'"
J',
'~I
'o - 9m· Vœ
13. 82 Modèle haute fréquence
,m
•
•
,
g", " - 2klY(lS - V. )
••
G'
l'c
• Pour un MOSFET
""-
Modèle élaboré
,
CD'
CD'
O.,
1
, 0.01
,
CD'
,,.
"
TRANSISTORS FET
1
,
fAIBLE BR UIT
,
,
~
g
FAIBLE BR UIT
'''' 1."::" ::. :, ~
;;
~
~
•• ••
ro
* ± =i
,
....
"'"
MOSFIIT 10." lro.TERRUPTEURS
''''
ro
t:.
o
,~
~
"
'"
Ci"
l';" ;:,
M
~
."o·"
..
"
R;
'.
l,~
1l: '""" ::-.::
,
"
••
~
:::;,;:
c..o
,
.,
..
14 Transistors IGBT
SYMBOLfS
Le D'nISlor IGBT /lr$.latsd Gale Bp::jar Tr.nsisItJ) dês9'oe
un !ranSlS1CK bipolaire Agnle Isolée. On OISl.iIigue 1rOlS
électrodes ~ a'éas~, Bnetteur 91 CoIectw. LUT est
réalisé en 9SSOCianI1.I1 trir'ISIStcr MOSFET en COOIl'\8I'Ide et
1.If11'a'lSIStl)' b.prjalf8 en sorbe p!issance. Le passage de
l'état b~ Il l'étal passant du composant es1réaliSé pat'
pOOn5atoo de la 91'11e léctu...alente à \Il condensateuf lIIl!r!
Gtjle et ~metteu1, Ce type cie transistCf asSOCie les Mn.
\ages W trnis!or ~ poi.f ~ Vœ.. et lBs avantages
œs trarlSoStors MŒfET peu la cctI'U!".ande
IGBT .. ~tur" de Couratlt
IGBTsimpie
CARACTÉRISTIQUES DE SORnE 'e -, (Va)
1 usle daix modes de réeisalO'I d1GBT ;
La structu8 épdilXlaej(ll PT·œnM la struc!~ hcm:lgéI~
{ClJ NPT·IGBT) ",.ISe III lXWtI pat' Soemeos.
• Caractéristiques principales
Un trMSlSlcr lG8TesI cn;liJlsé ~ les ga1detxs SlIIVII'I!es
• IlefOO1 (je ŒQ"9' EfIIre Cdectar et Ém3tteo.r à V(li' " 0
(Vœ_L
_ le ro.r~l de CoIecl!U maxmaI (lCI.c).
• la tensiol1 GnIe Ëmetleur 1TLal:i'r.ale (VœJ,
. Ia tBllSlOO à l'éIa! pasmI{VŒ .... ~
• la ~ de IIssrpiItm maxmaIe (P.J.
'"
. .. .
"
",
"•
5,OV-
,,-,
2Q iLS PULSE WlOTH
, • , ,
o
.....
10 Va.M
O'après Int~ RecùIW
. Ie l~dedn::ente (l,).
S'apJtQ'\l • ces oon !: 5 ~ Ca'a::ténslQJeS sc:us lcrnIB de
,'uv"
Te _l50 C
• ie ter'lIS de IhSUI'I /XJI1JctJ(Jl (fo ... ~
_ le ~ de blocage (lu.,),
',
'"
,
• <1 ccœc.lé d'ertrée (C.~
..
ËVOUJTlON DU vÇE ET CE le A l'OUVERTURE
• caractbislIques de sortie le '" t(Val. à la tempâtature
speclftée
.. ·· .. T ······· .. ·!·······,···········
. , Caractéristiques
de commutation
Les caraclépslIQues de com'lluiation des IGBT som.
rapproche!' des caractéOst.ques des transiStOl's MûS ou
-.~
la seule hrnrta'ion est donnée par le temps de blocage .
en ete!, poli réallsefle bkx:age d'oo K>8T.I!art ~le tta'lsistOf MOSFET de C()I'M"IMIje se ~. ce ~ "'pIique que
la base du transcstOf bipotalr& se relrOU'le en l'air. 1 n'y a
donc pas d'extraction pOSSible des pOrle~rs par la
""""'"
V
œ
············· j···i~ ·········· · ···
Va:: l00VldiY.
'e: 5 A/div . • 0.2 ..,.sfdIv.
O'apr6s international Rectif>er
.
1· . ,l Commande d'un IGBT
avec leclure de courant
Des coostructeurs (HARRYS) se sort intéressés à la pro·
tecuon rapprocllée des ~ts de puissawl en ce cp
concerne les IGB1, Wl deuxième émetteJr est Intégré e1
paalèk! avec rérnettetJ" ~~. Cette tecm~ permet de
corv\'lIIte le courant dans le COO!p)S&'lI par un rawxl des
coorants traversant les deux émetteurs. Celte lec hnlque
réd uil les pertes en conduction en com paraison d'un
sys:ème de cootrOle par sIult dans l'érneliEM principal.
RËPONSE EN COURT-CIRCUIT
Transistor NPT-tGBT 15 A - t 200 V
1
VcEM
'"
"00
'00
"""
'00
1·· . \ Les courts-circuits
'00
(ms les Cl"CU1ts ConvertlSSetJ"S, les translstOl'S dowool être
en mestre de réSist€!f sans dcmnage à !!es ccu1s·CiWits.
1 faut dlsungJeI cleu:< typeS de o:uts'C'I"ro:s :
_ 1.8 prEl"lia" twe est tlU, par IeQœtle trallSistor est ms en
conduction à causa d'un OOJrI'clcuit de la commande, La
wesse de lOOlIée 00 OOBlt ~ aors des caroclinstQJe5
ru trlllSlStor, Oes œo::iWIs cie ~ et de 1'i"dJ::ta'"œ
de fuile L du clClJt de dage, Ce cas est (;:(;fflϐ o::rrme
peu grave puiSlp11e COO'iIIlt se slabise raprOOnent sans pic
à la valeur d~e de régime permanent el déterrriflile par!"l' :
,
-
lep" -R-
- le second rwe de ccu1-ci"œit est plis aitiqJe. 1s'ag,1ru
cas où rOll appIQJe 1.11 colWl-ornit à un lrW1Sislor salLH&. l e
CCMJrMt de COlI1·ci'cuit traverse alors le translSlOr. La ",tesse
rvII<Ue cie ITIOIIlée ru CCMJrMI est déterllll'lée l.f.qJement par
l'rox:til"'œ de Iwte 00 DfWt. 1 faut dans ce cas utilser I.II€
résistance de contr~ du COO'a nt !vdr ci·dessus),
•
o
o
20
1 (ILS)
IG6T AVEC CONTROLE OU COURANT INTÉGRÉ
~
Circuit
Pik!te
G
",
s
L:
~,~
courant
Ré-sistance
de meSUre
sur émetteur
de contrôle
Charge
"
.
EXEMPLE DE TRANSISTORS tGBT
1M _ _ _
OH_, ....... prBc;poio.~_I Io <lloàdu""'; ....
TRANSt STORS [GBT V"""'lAl" ~ 600 V CARACfÉRISTIQUES À
1",
(nI1
l,
(ntl
T,. lSO'C
....
"
Thyristors
SYMBOlE
Le thynSlor est 1.1'\ sem-œr.ooct~. Ç()III'joX'..oo lIIdroctioonelle commandéil, le blocage s'elfecluiII11 lors de la
OOparltOOI1J COtIarll li"ect Le thyristor permet la CV"o.tation
l>k
d'IJ'I crorart datls ltI seIA sens lfooctG/'ltlemenl urtIvec·
l,o-'II"e~, Ce composant est aussi appe~ SemlConduc'or
CAAACTI:RISTlOUES TENSION-COURANT
Cai~oIed Rectl& ,S.C.R)
"
Thyristor standard
un ltIynslor S:a'1tWd est caractémé IW les ll'8nes 00. ées
tec!nques que poli tIle liXie de rlldressemen1 COf'IllIètées
par les OOmées Ci-dessoos
~ cwanl de ma~~ Il.1 (va*, mnmale rlécessa~e
peu Il CXI'W:ticrII.
.. le COltiMII
liJ" "1I'1aIe il JI'\afIter*
jI!JlCM lXIt wée p-édse a:xès QsoIr;I<On de r~
d""""'' ' .1Ilge
Tension
retournemenl
'"
v_
v.
vo
v_ v~
v,
-'"'
decom~l,
• la tension !VOl) elle COOfant (lQT) d'8fTlCI(Çi98(\'aIeu"s
mi'males des rlIpUSions de corM'l&'ldel.
• la tenSion minimale (V(;Il) et le coorsn! minimal (/1>0)
d'<rroorçagEI possbIe tvaleors rnaxr!Wes des pentlba~
~parletm.ulde~l,
'.
MONTAGE ce oEFlNITlON
,,
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• IfSJj: valeur ma(Jmale du courant Ir en olTee!, ~0f1
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associée a l' 9oerGJ8 qu'd faudra dISSifl«,
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15 . 2 Thyristor rapide
ffMPS D'AMORÇAGE
lkl thyristor rapide est caractérisé par les damées des thy.
nstlXS st:liXWd auxQUeleS S'ajoutent les caracténstiQues des
liodes rapi6es el les 00nnées ;pécIfqJeS Mantes :
• Temps de retard à la croissance commandée par la
gâcheUe (tg<l) OéIiniSsant ~ temps lT'iS par la tllOSiOO o,ecte
à 81tme 00 %de sa vaIelr rniaIe à panr de 1 '~1sion de
gâchene,
• Temps de Cfoosance COl1'trlaI1dèe par la ~'te 1'111
déliliSsant le t€Jllps mis ~ la lerlSIOI1Œecte pour pas.Ief de
00 %il tO '" de sa vaieo.r male,
• T~ de cIésarro'çage II~) défrissant le temps lI'IimaI
à pan .. Iii passage par zéro Iii COI.TaI1t l, et 1'appa.rit.b1 entre
",
9O%deV
10 % de V
,
,
TEMPS DE otSAMOfIÇAGE
'0
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atode el cathode d'une tenSion posili~e sans amorçage
flterrpest~ du thyristor.
Le lemps de oosamorçage dépend de la température de
lCfICtiorl et de la t~on flverse VRI.I appliquée pemlant la
phasa de blocage,
Si une diode est montée en antparalléie sm le lt1yristor, la
tension lNerse n'est qJe de queques l'OOS , le temps t~ doit
être affecté d'l.Ifl coeffdent fOOit'Pkateu de 1,2 e(wron,
15 . 3 Protecti on des thyristors
"
PROTECTION CONTRE LES d:
di,
• Protection coolie les dt
'-
La protection s'eI!ectue eo choisissant correctement l'rox·
tance séne,
t
d'
PROTECTlON CONTRE LES dl~
• Protectoo cootre les dVf
dl
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le protecuon s'effectue en ~t LW1 conde!'lsateu et t.rIe
résistance en p.;raièie stlie thyristor.
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R
V dt Cr
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j;C
"
15 . 4 Commande
COMMANDE D' UN Tl-iYRtSTOR
Les constructeurs doment les caractéris-.iql)es suivantes :
VG1 : ten$lOl'l d'~ pargâchene
l 'c
IG, : courant d'amorçage par gâchetle,
La CMIT\aIlde se fait ~ train d'onde. le blocage d\J th)'listar
ne se prodo.ira efll'absence de commande qoo lorsque ~
courant!, sera rU 00 brsqœ/T < I~.
Les 00:les Dz et 0, SEIM.'lI il évacuet l'énergie l:IM1aga.
Sinée dans le transfCffllat9lJ' tirs 00 la phase de cooductioo.
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Le tra1sformaleur TI est un transformateur d'impulsioos
scmsnl à M'jau larrite.
La diOde D2e.ile, !en de la p:.ase de blocage, qu'Lf1 courant
IG 1I11e'$ll rie
R,
se Cf00.
--ICf---
1 faut respoct(l( :
• un l~ l, (je cyde mfImaf,
• une fréql8Jce de canmanœ varianl 00 10 kHz ~ 30 kHI:
"",,",m.
,
REIiAAIXIE ,
m
Le GTO (Gate TI,Ill Off) esll,ll thyriStCl" Qli s'amorce et se
bIcqJe par la gad'tette, Le 010 so..wone. il j'état 1:tIqué, des
tenSions di/sçles très impo rtantes (1 500 V) et à l'état
passmI, des PÇII'l tes de courant bien S4)érieures à la valelr
moyeM€ admissible. 1 petJl travailler à des fréquences dl!
COIMlUtatoo éitMIes (> 25 kHl). Sa o::mnande est obtefllJe
par U'I raille rosarrt de gàdlette. aYeC I.œ tensictl positM.
(1,5 Voolle gâchette et calt1OOe) pa.rl'al'lOl'çage et négalwe
(- 5 Và - 10 V) pa.r le blocage.
R,
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FORME V. (tl
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15 . 5 Choix d' un thyri stor
nOépend prrqJaIa"ner.1 :
• du COllan! rTIO'fOO Mls le sem-rol!iJct&ll'.
• duo:uanl de poille répé:i:if,
• <le la leosioo l1Ye"se répétrtNe,
• des t~ d'amorçage et de desamorçage.
15 . 6 Utilisation
Utilisations typiques des thyristors:
- coovertisselrs aIItrnat,l-cootirIJ W1:r0lés comple1s ,
- convertisseurs aJternatif-contlnu seml-conlrOlés (ponts
rrutes).
LETn.F..S DES S YM 80LES
......
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Lettre tlt
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pooiIIonJ
posiIion)
Utilisations typiques des thyristors rapides:
- CQI1VertisseIJrs cootioo-altematif (OI\dIjeurs autonomes),
- convertisseurs OO1hnu-cootlfW [tudleursJ.
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IAiIilIe du
mot lIIlgIaiI
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T.oductiDn
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15 . 7
EXE:\.lPLES DE THYRISTORS
THYRISTORS STANDARD ET RAPIDES
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Triacs
SYMBOLE
le l'laC (lnode Aternatd Q1Tenl) es! -.II 5emI-œncb:::9
• eonduClIOn tlld"Kt,onnelle commaMée, ,e blocage
s'al!ecti8'llkQ de ~ ~ dJ CW51I dred. Le tnac
es! ~ Il deuI: ~ l"'oM;és lJl tWOSI'.JJIl1 n'exiS1e lJJ'IIIfI gkhene G et dew: ~ AI et (l2 non
Identl(p.leS.
Triac standard
Un t'laC 51aooard est tar&ctémè par les mêmes dof'Inees
tecnMlues qve poor une <liede de redress€l'1ent el un
lhynsIor standard
la taJacl ér,sl'Ql/8 llOu~elle est le s;g~e du courant de
gokheIte '
CAAACTI:RISTIOUeS TENSION-COURANT
"
le cueull de gkhel1e peul amorcer e UIIC dans les
ClU81re quach~ls de fO!'lChOllrll!!"lent sur<anlllle poIwrte
dèf'nie Ci.oessous
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Tension de
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5uYir11e ~ d'a'IIOIçag9, ~ CCV"rnaOOe wmac tIeYra
sa:5éwe /lUI( \1111 1: 5 SU' If CClIIW IG" elle rapf)Oft Il'''
Triac rapide HCf
les tnacs rapides!(:T (ti1l CO'nnWtm ~edu:tlQ)\ SOOI
réservés pc.u ~ appkatJons AfrilQoer'lœ de lXImrI'o:IIaliOll
éIeYée et P'M'\Iflt ~er 9S dIarge l'lddiYe '
• l.OI! litesse de Ctoosance de ~ tensjor) à la COIMlIJtat(W'l
éff!Yée (d~ldIJ,.
• !J1e VItesse de déotissaoce dJ cruart à la COI'TIIIIJa/.O'
..
FONCTIONNEMENT SUR CHARGE INDUCTlVE
", "
éIevée(dJidt~
• , u'"
Triac sensible
Les YIIeI.n très tailIIIs (il tolQIl\ de gachete piJ"'!tlent
d'lf.àslJ ce ~1iU par des atuls fl:égé:s SBf\1
il:eriaçage.
_.
"
(dv 1 dt).
Triac à niveau logique HCT
Ce lfiac aIie les ~acthlques des tnacs HCT au M'eau
dss (dlldt~ et des ~ sensibles pooJ' le CircuIt de
(dv/elt).
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,
,
"
16 . 5 Commande des triacs
SYMBOLE D'UN otAC
16. 51 Commande par diac
•
1_
Le dispositif de comflklnœ d'un tnac dOit fournir altematr.ement une !1lpiJsioo poSitl'/e et Ille impulsion oégati~e
synclYcosée avec la tensi:lfJ a:ernauve qci aimeme le Cl"CU,j
cie puissance du !MC.
16. :'i:! Diode de déclenchement (diac)
Le dia<: est \lIB ciode q.Ji présents la partiaJtarité de œ'e!'l
cooductrœ dans les deul SErIS,
'\ V
"
CAAAcT!':RrSTIau E D'UN DlAC
l,
n est ulilSé peu réalisa' III ctcuit de décleochelTJffit ctans
les drctits de ~ par triac tel ~lune corrmande de
plIISSaIICe,
VBQ
: tensbn de retoomemert.
If)(] 00 I~ : coorant cie retOUll1€fl"er\1.
..
16. 5J
••
Tension de re!OIIITIOment
00.
~
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COUlant de retoumemen1
Ré!~
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1. ... I~1
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DES DlACS
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DE C*MANDES
16. 5'+
00'"
CornrnancIo par pho!ocoupieur
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1N~
5 V 47O f!
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<If p!Oio...,.. '" partao! .......
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<If _ _ poUl lin
,;g,...r 1ogÎ<JIO" typo l1L L'_
.... _ t~ 25(1(1\').
_""' dou'morDgot :U",. " ~, v'.~ • • 11,5_"'2" _ . :_ H~.
..
Ib . S.IIi Commande par CI
Q'I cisIrgua deuX rypes de !XlIii, .. ide ,
- le ~ aWIlIl6ledelfuse.
RÊGULATEUR DE T9.4PÉRATURE
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10C1W 0.0'.'
~ lB d.:spo!lltil 'cOllb/lle de rafale (ImI.antroII
Le ~ aeortr6le de Jtoase !otmt des fI'4llJsms ŒrrI
le dép!1asage par 13j)POf\ a la lensioo secteUl peUl tl18
cootrOlé progressM!fTl8llt de 0' à 1&1' ,
Les dsp)sitils Il C(1'1\16!e de rafale lassent passer des Mes
d'Mm lJlWtes cie SIl'JS(lde entr~ par des moments
de ttage 10'..1 iii co.rir'tt.
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n.T. V
V1tI,I.. =- •
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Pruœs~M"
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GRADATEUfI DE LUMIÈRE A TOUCHE
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T. : pémde d'échuiluéJB.
T. :p{n:dedurés6aJ(EOf .. 20ms).
U.. : lOOSio'l efficace 111 rtIseau.
16 . 6 Choix des triacs
Id."""
• !li co..nnt effIcIce !ln If S8IIt-COOd.c1Il11,
• iii lXU3fI! de lXide répétrtiI,
• de la teo5lCWl cirllCle maxrnakl ~.
• tI8s \'lesses cr'bipJS des ~ et teroo'lS.
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DESTRIACS
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17 Refroidissement des semi-conducteurs
Résistances thermiques
Aésistara ~ , en rjegrés PM wall
amtlallte d'oo composant :
rCiWj. jcoc1lOO-
MODËLE éOUIVALENT PERMETTANT DE SITUER
LES RéSISTANCES THERMIQUES
----- --- Température de .. ionctoo (TJ )
RM
RIIIJA =
Pd
----- - - - Tempéfaturedu boltl.... (Tc ou TB)
Résistarce tha'mque c1J radaleu' à aoSQCier à \.Il ~
R~"
Icliode. tral\Sistcr, régulata.r, etc,).
- - - Température du radiateur (TAl
-
R_
R,.,œ: rèsistaooo th€I:rriq.Je 00 ro:uct case-radatet.f 1b:lÎl1errcoataJ).
----- - - - Température ambiante (T,.,)
Ru;: résistance lhermque joncOOn·case.
R,,~: réSlstilllCE tM"mque ctJ raœtetX à ~tll(,
TJ
TOM
fOIili
: t~am de )O'lCLOO l'IlID:II'Il<H 00 (::()IlllOSant.
TA: tempêratl1e iITilm:e 00T0ée ~ le calier des ~.
Pa: pjssanœ c\isslpée par le COOllOS3fll.
•
Résistance thermique de
contact
Poor ta résistante themique du cootact OOîlieHar:!iatll\Jr,
pIuse.ts valEus pewent ê:re ~ seIoo qJ:! le CCAltact
se fat 8'>'9C 00 $MS Q'a;sse sti::Œ'e d'lŒ part et rrjca I.'lID1t
d'autre~ (VΠtmu 1, 2 et 3).
.'
TABLEAU 3
AHinM:es.... ; ... 010 000lO<I _~_...., iooIoopooOli""
d'Iooo"'rClWl
Épais""r du mica {jo.m)
1~ . J Pui ssance di ssipable par
un semi -conducteur
La pwssance dissipée ma.>:.irnale par un seml-coOOucteuf
dépood de la tempe-atl1e c1J boi'lier (Tc).
Ene est défirlle con\'entiOMeIler'lel'lt pour une température
ambante de 25 'C ; flOUS avalS :
PIOl =
..
PUISSANCE MAXIMALE OISSIPABLE
P,IWJ
P~
T..... -25_
R
- Constante
Si la lerrpéral!n 6épasse la valeur de TJ_. la puissance
dlSSipabJe est nulle. ~ y a destruction de la jOOctiOn. POUf
maintenir une tempêlature amb,anle acceptable, Il est
nécessai'e de monter le cornpor.ant sur un diSS,patelJf 00
radialll\l! ; r'IClJS il'iIlOS :
.
_ T_ - T_
P R••
,
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"
17. 4 EXEMPLES DE MOl'frAGES D'UN COMPOSANT SUR UN DISSIPATEUR (baitierTO 3)
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17. 5
RÉSISTANCE THERMIQUE D'UNE PLAQUE MÉTALLIQUE CARRÉE
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L'é!émen1 i!I refrokli,
monlé au centre
PIaQoe verticak!
'-"' _
avec ....ret...neot
noir mat
-
sans revêtement
tWI\
2
3 45 678910
2
3 ' 56769102
Longuaurd'oo GOt,j lem)
2
3 4
SolI ... . . . . - .. tonsioo Y, . 5 V _ ..... V• • , I Y o t _ ...
......' _ . , l ~ mistonce ~ jonc!ion - . . ÔIaI1t .. J "Cf/I'
fbo/tio< TO 31. clittmino .. 10 typo .. "di, t...
_lOgO po",
_ _ _ _ .15 'C lM< IN toftIpirIIurt _
do Z'5 'C ~ i
.........,. . . . po< It rOtuI> .... P, • (V, - VJ " , • [15 - 51 ' ! . 10 Ifj,
... ooit R... • ~ 'C/Wl.
OO_dwlo_ .. _
"'o..u...
... r-.....Io......-~OoiIiw
TOt R.... 1.5 'C/W ...... ,....... ........
t en do c6té tI
cltl ... 4'tpoIoHw.
Modèle "'ectrique équiV8H>n1
[C'~'"~'~-,~~'="='";:~,,~['='~"':'J
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T, _ P. IR.,. +R... + R.... ) _l, _ \0. Il +0.2$ +1.51 + 25 -11,5'c.
soit r, • T, -[ P, R.,,)" 12.!1 - {ID, 3) • -I2.5"Ç.
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DlFltRENTS TYPF-S DE Rf.FROIDiSSEURS
Boitiers Ta 5 - TO 99
R .. 60 "C/W
Boltie< TO 220
Ro. 15"crw
BoI1ier TOP 3
R ... SoC/W
Boitier TO 3
Ro. 1.5"C/W
Boitiefs TO 3 - TO 66
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Longue .... standard 19 mm
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15 100 125
,..
18 Amplificateurs
linéaires intégrés
(ALI)
SYMBOLES
-
-.
•
Un ALI précédemment appelé AOP IAmpliflcateur
OpérattOrM) est un ensemble ~ectron;que qui réuM les
prop'iélé:s SI.MW1Ies :
• .4.mpi!ta16lX M t8OSlOO hl éEYée (10' à 10')
• GrnIe~d'entrée(> 10~tl).
• Fai:lleiflPédalœde~<250 n.
• T'.ISITII ), d'ISle lEfISIOI'I en c:ontnJ.
• la capacrté d'être rebcu:::I!i SU' renltoo e Q;JS dIiY8rw
......
18 . 1 Modèle idéal
M OO~LE IDËAL
[:,.
-
.'
•
.( )
•
•
,.
• AmpldicaliCfl en 181\W1 : V,lE ~ A .. ".
• Impédanœ d'entrée lifIérenlielie Infinie.
• IfIlpéOance de 801:9 rwJe.
• Ba-o:ie passiIlte Ilfne.
FONCTIONNEM ENT U NÉAlRE
• Connts de pcm$éItO'I rus.
• TansicrI de ~ (Of!se1jàlB SCIU!!de Sie' '" e-.
,Vœ
I!S __ Fo nctio nne ment en régime
linéaire
-
,
Ce type de ronchonnement s'effectue a~ec une contre·
réactictl OB ~ S1:11Ie Sil l'ef1t'ée irversetJSe /1' 181,
c-o
v
•
•
,..
T
•
•
1
dans la cas dIJ montage sJw\r :
V,:V,
1S.:'
MochfIIIsation du montage
(>x
Modélisalion
la II'IOdé/ISabOn sous forme de schémas Iix:s perme:! de
clécrr"e ~ le IonctlnlElTlElnl el! ré!Jme re.ue.
,
• •
- 'L,A
C-
-
E=V,- V.
A
-V,' . 0-1f A '
I
""
""
'"
'. _ Fonctionnement en régime
non linéaire
fONCTIONNEMENT EN COMPARATEUR
Le reboudage s'effectue StI' la i:toche@ 00 tIiro le ci"CU1l
est en 00ucIe OI1I'eI1e. (Clrctit utillsè en ~teur.)
DaflS ce cas, c '1 Oeti' = i- = O.
La sortie commute eotre t V... et - VIOl; dans la réakté.
~­
ces tOOSOlS sont djftérentes de ! VC(;.
t
•
y... : teoSlOO de sataratkln haute:
t
'1--.
YIOI <. YC(;.
- V.., : tension de sahratioo basse
- Yu! > - VC(;.
Po!J 00 LM 741. peu- YC(; '" ! 15 V.
V,ot est oonrré pal la variatlOfl maxim.:;1e de la tersKln en
me (CIU\llUII'OIIa(le S'Mng).
La \'8Ieu( typque est 00rlflés par UI1e résistarœ de charge
•
'.
(R",;;o2 kn).
Y... " ! 13V.
ALI, imperfections en
comportement linéaire
• lOtI . impédooce d'en:rée ddférentiell€ [mput diffefential
-1
LM 741 :lod"
,
rIO +
,
0
L
,
IMPERFECTIONS EN COMPORTEMENT UNËAl RE
-CI .'
r","2Mfl: C",-l.4pF.
• lt.IC: ~ d'entrée de mode cormtun [mpedal\œ
corrrnon mode).
POU' U1LM 741, cela n'est pas précisé, de façon géoéule
Ilocl 1~ IllA:; l, un factetr l a' eXiste entre les deux.
Z~
-
, •
R.
z.
z~
• R. :résistarœ de sortie (OUljlUi resistooce)
(
,
R." l50 fl .
,
,
• A : amplification de 1',ijJ ~a;"(Ie signal YOita(le gafl).
LM 741, par Re,.," 2 kfl .
A" 200 (0) = 100 dB.
les constructeur> préciseflI souvent la bande passante pcul.I1 gai'! unitaire lA = 0 (!6).
(Bw: lIMy gafl ~ Bw = 1 Wiz.)
GaIf1l.8laile :
/lsnpfification x bande passante = constante.
Exerrf.>Ie : 1 MHz )( CD " 200 OOJ )( 5 Hz.
COMPORTEMENT FRIOOUENn EL DE A
20 log A (dB) L~,
'OO r
!
,
m
'"
• TRMC (T aw: de Réiectw 00 ~oœ Ccm1llll'l)
Ce tau~ tradurt commllilt la tension de sortie de l'amplifi cateur dépend de la tension dite de mode commun
(,-
;')
La relatioo générale de V. est:
TENSION DE SORTIE DE MODE COMMUN AAMENËE
EN ENTRËE
e' poo
•
V,
.
,-
'- 2 -) '
V,-A d(e" - e1+ Ac (
Ao : ~ftCatœ en boucle ouverte (mode cIifIérentiel).
Ac: ~fical101l 00 mode COIl'lI'I.I1.
IM PERFECTIONS STATIOUES
'------------l
TRMC '" 20 10910 -
A.
C>-
1
,
'..
,
Les constructOU's détnssent 00 • CMRR • ICoImIon Mode
Rejectioo Ratio) par la reiaticl:1 :
1
- 1>-
;CM
'" I-I, v,
parfail
•
'"
V, CM est la tenSion dJe au mode commun ramenée à
v,
m
A.
CMRR = 20 10910
1
,
l'
1
'L
AU ,.,. 1
--- ----- --------,
COMPENSATION DES OFFSETS
l'entrée.
VCJ,I = 7,51J
CMRR-90dB(74!)
V,cu-O,23mV.
Dans le cas oU nous devons exlra~e une informatiOl'l de
quelques rfIIlriotts, celte tenslOIl ramenée est gênante.
ex.:A = 2.10\
1-
m
"
•m,,-
18 . 5 ALI et polarisation
• vJ 'lerlSlOn (je déca!age loIfset)·
les conslri,.deurs doment :
lr1M offset voltage: Bmil poIX un 74 t ,
Les conslructetJrs donnent aussi la vanatlOll de la tension
d'offset avec la températu"e:
lIlj)lA offset voltage drift : 15 j1Vre.
• i' , ï COlXants de poI<sl$atio:1 des entrées.
Les constrt>Ctet.rS dc«J<rrt :
Cotrant de décalage 911 Mtrée .
lflM:ofIsetrurent :Ioc = ;+ - i- = 20 rA 1741).
Carant de polansa:ion moyen :
L'll:llOOsrure'lt :!fJ; = i' ~i- = 00 nA (741).
Vanatioo avec la ttmpéfature : 0,5 Mf'C 2,
1>-
•
P,
\
,
Iv,
m
Lv,
la compensalion s'effeclue par réglage de P , .
PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS À L'ENTRËE
Les phéro::>mènes de_ lalch Up ~ (conduction de [a jooct;oo
Dase-coiecteur de la paife différentie[1e d'entrée) sonl ainsi
annulés,
'"
18. 5 1 Sensibilité aux variations de
l'al i rnentation
Le • ~ se1SJtrvity • est œfn par la rawort de la var at!Ol1
de tanSion à apPQJer à rune des oolrées p.:u mainI€fiIr la
trroœ œSCII.€ à zefO, la seronOe entTee élan! ala masse, à
la l'arJaOOO œt€flSlOl\ de !'UrI!! des SOlll'ces d'ament.Jtm
Sensbildé ~ la vanatlOO de la SOIJ'ce • Voc
~V. +iH Vcc
COMPENSATION DES COURANTS i' ET i
Montage inverseur
,cc
- ~~
,
Sensibil1è àa var.atioo cie la source - Vœ,
,1V._I~- Vcc 1+ Vcc COo'ISlant),
•
i"'
Orclre de lJarnl€ur : quelques dizaines de ~ V/V.
R,
-:œ
1
,
R, ' : (
18 . 6 Compensation des
,ns . fil Compensation sur montage
,
+
1- Vcc coostantl,
problèmes de polarisation
R
,.
.
Montage Intégrateur
Inverseur
m
c
v," - Rl!" + filR, (fi l +flzlÎ,
la ~r fIli'WTI<We de V. est ootenue poJ :
fi. R2
R, •
R, + Rl
•
R. ti:! Compensation sur montage
intégrateur
Pour le cas 00 rronta~ repfésenté ci-contre :
R,
v,
t--J
V .:- ~
,
C'
la teosb'1 de sortie va éYoIœ' j\JSQll'à sat\,-atKlll. Pour irllt€f
cet effet, la lonctlClll intégratfoo est tOUjOtll'S réa.sée sous
forme d'un pseudo-intégrateur en ilJootart une résistar.ce
!Rel en paraléle S!.f le cooœnsatetc C_ Celte réststance se<a
SlEW RATE (741)
choisie pOO" qJe &1(;" R;C SOI ilférietc (avec 1I1 factetr 10),
~
à la piJ'satoo 00 SIQ'l3I à ~é\,Ter- Un in:éga:eur srople ne
pelJt êJe ulisé que dans \K1e boucle déjà eXIStante,
ALI et problèmes
dynamiq ues
}\ . ï
• \fi'esse maxunale de montée du signal cie sortie, aUSSl
Ilj)peiée •
Rate · • 0.5 Vil'S (peu le 741).
sa:w
• Dépasserroe.1t dans le cas de la réponse à: l'éo::tJe<on.
- RtSeTrne : lempsde montée-O,8I's(741),
- Overslloot: dépassement : 6 ,., (741).
Ces mesures soot fates SIJf 1I1 mootage stMIx I T~ " 25 ' c),
• Bande passaote (B.l 00fK1.' l au § 17.4.
Curr(llll UmJt (R L • 100 0)
N
o
f
lL-______
TIme (! ~5/d",)
R l : Rlood ou résistance de chatge.
Time : temps.
ÛUtpoul Voltage: V•.
".
18 . 8
u
DISTORSION DES ALI
_"''''1 r.1Io
_.Hl . . . 1. '. VI
, 1u..
AI.
D'l _ V~!'. ~ !· . _.+A.' "og.
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A" A" _ , A, ,~"" """""'"'" do ""8 •.
18.9
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R,
R,
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STABILITÉ DES AU
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COfI'I*IS8\IOn pat rttMl de phase en entrée
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C<ift..,lisondMto",* IIbli
A6ponS& à un échelon du montage non Inverseur
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MOD~LES ~LECTRIQUES ÉQU IVALENTS
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MootLE A. NUILATEUR.
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LM 741
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MODàESPlO! DES L\11~8. L\l 149 Er LM 741
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18. I l
BRUIT DES ALI
Densité spectrale de bnJ~ d'un TL 081
""t.." .",••" u,.t l, d. n.lli, ",. cu.Io... bnII~ q"i ...,
l os c....
. , . . - . .. VI\ Hi
dt _
01 ..,AI \ H•. los 1oU ' _IIIFn ••u .. _
ntTI _ _ ou' AU i _
bipoiaIrtt. po« _!<Ollon <10
'tvI" _'" _, ;....r,;_~ .. _ "
_ .........to.l• •
oIIoh "' .... Iot" " iii·
'R_,
1 de bruit
~
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@Bru'!
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Il, " ' _... 00 _In~
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v, : _ ... _ _ .r"~"I< ·"'''''_oIIi<o«j.
l
10k lOOk
Fréq-.cy (Hz)
Modèle d9 bnJ~ d'un AU
•
R.
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~'OI\'TAG E SUIV EU R ET BRUIT
-
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Il, . 50 11.
R,
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-,
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/I,II'JB
••t ~ur',~R.,.t
,. Il,.11, " UR, . R,
18 . 12 Technologie des ALI
ENTRéE À TRANSISTORS B IPOLAIRES
1il . 121 Technologie à transistors
bipolaires
C'est la première technologie misa en œlMe, Ele possède
d'excellentes caractéristiQues au m'eau blinde passame et
tension de bnnt
.'
•
l, .. t05 0,
lec .. 0,5 AA à XI nA.
SA .. O,Sà70V/IlS.
Bw .. 0,5 à 15 MHz.
V• .. 25 a XI nVNHZ.
b" :LM741,LM I48,LM49
1H. 122 Technologie à entrées JFET
la pa~e différentlele d'entrée est coost.luée paf des tran·
sistors FEl Les courants de polarisation sont b€aucoup
!MM importants que dans la tedlnolog e bipolaire, et son
ENTRéE À JFET
impédance d'entrée dilférantialla ast beauco~p plus
i1lportante.
Z ,,\0'10 ,
'se " 10 pA.
SR .. IDa 13VI~.
B~ "3à4MHz.
V, .. 2Sà30nV/VHZ.
.'
.'"
b.. : n Ml. n071, etc.
"
REItl.ROU! :
• Dans le cas Iir n 081 et Iir n 071, réta;!e de sorte étant
lIfI vrai dasse AB, la distO'Sion est très /ü.
PROTECTION EN COURANT DE LA SORTIE
18 . 123 Technologie CMOS
La pmtection s'effectue pa, trans;stors
la lechnologie CMOS à l'origine considérée comme trop
nstat:Oe a été re;JnSe par Texas et teM à se dévekqJer. Be
est appelée Un CMQS, Ele remplace les AU OipoIaires et les
AU il entrées JfET, ~ les appica1100S classiques,
11
1 > 10 il .
lec '" tpA ,
SA .. 0,6 à4,5 V/ilS
Rp .. 0,7 à 2,3 MHz,
Bruit .. 30 à 70 nVMz.
b., : nc 271. ne 277, ne 1078, ne 251. ne 2201.
_ , _ - {eT
. Transistor
....... ' de sortie
Protection en courant :
Le transistor T2 préj .... e ""
courant dans la base de T,.
lorsque Je courant est trop
Important dans l'âmett,,,,,
de T,.
Le 741 n'est protégé que sur la sortie positive. ~ TL OS1
le S<X1t sur les deux.
''''
AU typo n œl ~ JFET)
CO:>lNEXIO~S D'UN AU
1
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18 . 16 AMPUFICATEURAUDIOTYPELM83J 18 . 17 AMPUFICATEUR RFTVPELH4117
,11OdB
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JtIO
1100 nIoodl
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lA •• 20)
Schéma Intemfl
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~. ,
• Lartt pIIast-...
~
Schéma interne ($chemilli<; Oi~l
".
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Brochage lC<>r>r-:tion ~am)
"C
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NC
NC
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NC
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NC
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Normal~ [
''"''
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- ln A
-In B
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NC
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NC
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NC
Préamplificateur audio
NC
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V.. _ l0mV
",~.B.F.''''''
U14117
AmplifICateur HF
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F. 1k'"
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AU LARGE BANDE
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SÉLECrION DES ALI À FAIBLE COURANT DE POLAR ISATION
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C, Amplificateurs à transconductance OTA
Un OTA {~alOOl1a1 Transconductance Amplmef) est un AU
dont le cœHicienl o'amplificatl oo esl variable el donlla sortie
délivre un co ura nt commandé par la ten sion (j;fjérenlrell e
d'entrée Le cœIOOent d'ampificatiOO (9,,) cie l'OTA est appelé
transcooductooce, ~ est exprmé en rrA/II, g.. est proportiorvlej
à 1... (&1ll~fEr Dias MM!I.
1
g~ "~ (Ilors pOJlarisation des diodes de lirw!arisation)
lOb<;: COOI'!r'.1de pdarisatlOO de l'étage d'oolrée.
VT = ~ .. 25 mil à 25 'C.
Symbole constructeur
g.., : transcooductiJ'lCe Im.AIVJ.
Modèle simptifoé
-
V
--l
(
Q.I SCH~MASTRUCJURELD'UNOTALM 13~
Y
MODÈLE SIMPUAÉ DU LM 13600
"
Dans ce cas. les diodes de linéarisation sont polarisées.
BuN.,. i"Ipu1
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Ampliorlflf bIa$ currem {I_l ~
'"
20 Diodes électroluminescentes
les DEL jan anglais, LED' l.igl Erruuing Diode) sont des
diodes électroklminescel1tes émettallt l.I1€ rad;atioo électro-
SYMBOLE
magné~, ~'ekis som pdarisées en direct. le spec!Ie
d'émisSIOn est très étrOit et la longueur d'onde d'érnisSIOO
déper.j du maiéfiau.
20 . 1 Matériaux utilisés
SPECTRE D'~MISSION
1 GaP/Zn, D-Rouge
2 GaAso,e Po,.-ROO98
3 GaAs Q .• Po.e/GaP-Super rouge
Or! utilise pour la fabncation des DEL :
• L'ar5èrtJre cie gaJbum GaAs ~:JIllIère rnrarooge),
• Le pIlosphorure d'arséniure de gaUium GaAsP (lum ière
4 GaAs O,\5 PO,85/GaP..JaUfle
5 Gap/Gap-Vert
rouge 00 jare).
• Le p/Ios!:tlonte de gai.rn GaP ~ 'I€!1e).
• Le rotroc€ de galtUn GaN (kxnëe bleue).
:W . ll Util isation
Les DEL émettant dans ~ proche Inlrarouge (GaAs) sont
U!iksées pout la lectlle des bandes et cartes perforées. les
c::ommaooes à dist<me, la mes<Je eo inlrarCll.ge et œns les
p/lOtlJCOl..l)leus.
les DEL émettant clans le viSible, avec !Xl pic du spectre
d'émission dans le rcx.ge, 1e,aL{\(! ou le 1'Brt. lrW;ent leIx
~tiOn dans l'affichage flI.IT'oérqJe 7 seo;penlS ou l'a16·
chage alpt,~, le t~, l'appare1lage ménager
elle pJet.
20 . 2 Conditions d'utilisation
Une diode éIecIrolmrJesceme ne SlWQ(te, ri \Ille tension
iM!tse très élevée (VR de 3 11 5 v~ ri tIle tr(9 J3lde IOtrosrté
ctecte (If de 20 à 50 mA).
,
'vllvo (%)
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Œil
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l..(nm)
La Iooguetx d'onde 00 rayoonement émiS €S1 iée à la largel.ll' (je la
I:lafde Iltercïte du matéOaJ. ~t. la kmère émise au rWeau 00
la jOrX:ticO pa' \I1e 00de aectrct.lll'nsœnte n'est pas rigcurusement
rncooctromatiQae. Be est caractér.sée. en reaité. p.J' Ufle 1is!ributrQn
spectrale cmuée autru de la lré1:pn;e la p\JS probable ~p CX1fe5'
pco::\<flt awoxrna:iva"lloot li a lilI'gaJ' de la bande ir.terilte.
21 Afficheurs
2 1• 1 Afficheurs à DEL
EXEMPLES f)'AfFICHEURS
,
Is soot obtaous par aoSOClal!Of1 dans 1.11 même boi'JeI, d'un
certain nombre de segments LED permeHanlla représenlauoo de chiffres 00 de jeUres.
Avec la même lechoolog,e, on a des afficheurs 7, 9, 16
segments amsi que des afficheurs à matriCe cie ptlmts QUI
permelter.j, la représet'1tah)'l de caroc:tères ~hilfllrl'lé(KpJes,
Ces affICheurs pooterT1 être il cathodes 00 anodes COI"T'o'WI'le$.
2 1. '2 Afficheu rs à cristaux
liquides (LCD)*
Sous j'infuence d'Ill champ élec!rl~e, les molécules Ides
cnstaux liQLides) s'orientert dans le sens du champ. Les
modficatoos cp appamlrOl1l dans l'orieo1ta:oo des lOOdu"s
Iraduiroot un cttan(jemem des propriétés optiques de la
Slbstance et plus jWliCuièl'emerJI affecteront la lr~SSiOO
de la lJm.ière.
., • ') 1 Mode visualisation
• Afficheurs transmissifs:
L'a:f.choor est édairé par l'_e,
• Afficheurs réflectifs;
Urle feUle réfléctussante est pI.clis deHûe l'affICheur, Cet
a/fJche\J" s'utilise lnQIJOOlOOl en Uruère ambiante. Ce mode
de fOflC1ioonement presente Ufle très bonne ~ sib uté et Ln
comrasle éJeoié,
• Afficheurs transflectifs :
Une fetile 5ef"H-transparente est ~ derriefe l'analy'JeiJ'
d'lI1 a"dIeLr transmssd. Cene feule trarlSrTlet €!Mr0ll47 "
de la ullllre incideo1te et en réfiéctJlllll'li'OIl 52 'II.
• .,., Limites d'utilisation
• La COITliXJS<lllte contl/llJe de !a jens(Jn altematM! 00 doit
pas dépasser 100 mV peu évitllf toute rèdllCOOn de 'a l1ufée
de vie de l'affICheur.
• la limite inférieure de la fréque!1ce da la tenSion de
cormJande est de 30 Hz pour éviter tout SCintilemert.
• La lim_te superieure de la Iré-quence d'uti~S,l!Ion es!
c!croée par les m tes de consorrmaboll ~ 1"01'1 se frxe
Entre 30 Hz et 1 kHz, l'afficheur LGD peut être COI'lSdderé
cOIMle \Ile cnarge ~citive. le courant augmente œalrffi1i:fll a~ la fréqJeoce.
' lCO L.Q.ojoCrjU DII:ot!
MODE DE VlSUAU$ATlON DES AFF!CHEURS LeD
A
t
,
CCD
CCD
,
/
/
LCD
------ -
t
t
:ç:
Transmissif
Renecuf
Transllectif
On distl"11"'" deux sortes d 'afhcheurs:
- les affICheurs avec contraste positif.
_ les afficheurs avec contraste négatif : les segments
appa..aissent cla irs sur fond sombre.
MODÈLE ÈLECTRIQUE D'UN AFFICHEUR LCD
R,
C
R 1 : résistance série des électrodes (10' 0).
R 2 : réslstançe du cristalliqukle It 0 6 0).
2
e : capacité de la substançe nématiq"'" It.5 nF/cm ).
1
'"
2 1. 3 Commande
MÉTHODE DE: COMMANDE ()l'!!;CTE D'UN AFf)CHEUR LCO
21 • ~ 1 Commande des afficheurs à DEL
Elle s'effectue généralement par un niveau de tension en
commanc:te d~ecte ru multiplexée (off = 0 Il : on "' 1,2 Il à
1,6 V].
21 . 32 Commande des afficheurs LeD
" ---;=8- III
S(N- 2) O_ off
, _tV'0'10oor . ,
S(N-l) t_ on
:! 1. 321 Commande di recte
CIlaQt!€ s~nl esl coooecte séparément. On utiiSe une
commande par inversIOn de phase. Un signal ca rré est
SN
1 _00
., 1
a~ué au CorMIUI'I (OO'Ire-électrodeJ, le même sgnal en
phase 00 en ~tion de pllase est apçiiqué SI..f d'Laque
segnenI (éjectrode). La ~éfel'lCll de tetlSiOll entre ~ CCf11reélectrode et les oo::trodes dé100me le rlveaJ de tension de
COI'IYI'1M(1e de l'affiChe!r.
LorsQUe les tensions de contre-éiectrode el d'éledrcœs som
en phase. le segmerlt est él€im loi!). lorsQUe les tensions
SOrl1 en opposltoo de phase, le seqnent est almé (on) et la
tenSioo effICaCe réstitente est égale à dew lois la tension cie
corrmaode des CfClllS inlég'és CMOS utilisés
.....
V;hnn
r • ,
0
v;tnoor . ,
c
MËTHQDE DE COMMANDE MULTIPLEXÉE 1: 3
D' UN AFFrCHEUR LCD
Tension
Teoskm
réSU~3"'~
des électrodes
des segments
'w
m
'~ 1++1+1+",
m
,
'"
'~ j-'-'--- -
-_m
Ce mode de comMaI'lde est géneralement uluisè pour les
affic:t'JeoJs COITllI'eoant Ll/'I nombre ~1é d'ruormatm.
m
_'",~ 1+-t--1+~
:! 1• ,~11 Commande multiplexée
-m
Ce mode de coomande a peu 00t de rédJire le I10IIlbfe de
coonexions. la confi guration (!es liai$Olls de l'affdleur est
conçue po.x aVOir autant cie commll1S qua de oombre de
segments reliés entre eux par la même électrode. C'est le
nombre de COIIlITlUIIS qli délermr.e le la\)): de lIl.fttipell<lg8
~,"".
le schéma représenté ci-contre est un exemple (j'arrangement polK LlIl Mw: d€ 1 : 3, Cet ooargemeol équivaut à
une matree IXxlt les i1:ersecbons ig'oes·ccbInes représen-
m
SOl
• on •
002
• on ...•
teraient les Styœ1ts à corrrnallder, Les Iigll9S figuretllies
COI1lIUlS et les ccb'nes les gowes de segoon\s,
~,
"""""
Ce mode de wrrnande a peu- bu! de rédwe le IlOOlbre de
corneJcioos, Le n',~lexagoe est utiisé en particlftef peu-Ies
affidleurs ~ à matnce de pOOlS,
'W
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,"'~ R--f=-j-f~
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EXEMPLES D'AfFICHEURS DEL
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BROCHAGES
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OOAl·lH·lJIjE. ua ~U. i "","1a9t. J bit> SIPO (onrio _ _ ....-, _
i dIoqao _ _ _ IN . . jIioIao i ........ cons\aorI. dot
. . . . do DEL l'oIIIcIIIgo d'un on:dto.,.... nI_ po<~. . " - do cf!aqut ooIomo.
~
,
-
"s
22 Opto-coupleurs
SYMBOLES
'le -- 'le
'le -- ~
'le -'le -'le - $
'le -
Un opto-coupleur est un dispositif composé de deux
élérrents éteclrtqtJem€fll inOépendants, mais ophquemenl
coup lés, à l'Intérieur d'une enveloppe, parfaitement
étanch€ aux IIllluences lumineuses extérieures.
~
les deux é'éments conslitutil s de ce dispOSiti f sont 11
j'e.11ree, un photo-émetteur. dans ie l'isJble ou rilfrarQuge
el. 11 la sort.e un photo·réœpteur, photodiode ou le plus
SOI.NeIlt photo-lratlSlS:or.
L'émetteur d ' e~lrée est al,mentè sous un couranl lf.
provoquant ur.e émission radlatl\l€, rilcupérée par la base
du photolransislor pOUl donner à la sortie un courant
$-
colecteur 'eDe nOr'lbreux OplO·coupleurs possèdent une struclure
Interne pkJs complexe, avec compensaliorl en température.
ou circuil109'Que de commande, diode Sçho11ky. triac,
ele., mais le but est l~rs iderUlqJe, seul l' usage crrrere.
Us pevvenl également être piusltlurs dans le même boIl11lf,
JUSQU'à conSlit~er un l'ér,tahle (éseau d'Oj)lo-coi!pleurs.
""'"
Transistor
Oarlington
Th)'listor
"'"
Porte Iogque
CARACrtRISTIQUE le ~ !(/d) DE L'QPTQ..COUPLEUR TIL 113
Courant coilect8!Jr en fonction du coorant dooe
l,
" .- ,"
'. "
(mA)
1.
'00
22 . 1 Caractéristiques
'00
Chaque opto~ f~ l'OOjet d'\l'Ie Iële caracténstq..o'l
'00
cIonnée par les constructeurs.
Cette fiche donne les courbes ~aract ériStr Ques Qui
pemleltent de déterminer les conéitloos de fooctKn'lement
C
'"
(je l'opto-C~I!I.r.
Les caractériSt'ques spécifiques d'un Oj)to-coupleur sont
pnncf!Jalement:
• la tenSiOll d'ISOlement entrée-sortie,
• le COllant résiduel 00 obsrulté sous lenoon de Ifavai,
• le taux do transfert en cour~I,
• la Vitesse de transfen (bancIe paSSCW1te),
• le cooranI rrniXIITU1100 sortie,
• la puissanœ mamlll'l1 QUe peut dr.s<per le ball er.
PRINCIPALES CARACTERISTIQUES
Gain
Pouvok isolant?
u.
R,
00
courant?
U,
22 . 2 Applications
• RErials staliQIJe haut roement.
• Coornaode (je lhynstlXs et (je trl/lCS.
• Interfaces de CtCIJrts lo:Jiques.
Courant limite?
+
Bande passante?
n,
l
'li
,
,
11''
,
,
•
3
1 ~<lO, ....... d'l. . dei .. GaAs
1 VIiIN' ...... du
300 '10 min i 10 mA,
cm :
et""'"
~tor
o.'ogIu1'Jof"H liIdtm,
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3
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3'---_..J •
1
~<lO'1
!
<fIn<W .. GaAutd'\ll ........ 1it.... ·*iunI ...... 1.
Opt~
~ ~_POOI .... phalO1iodo, ... -.pI""".t ... triggor do SdIOIIiII i I~"'" , .
1
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6
~::~4
SoniI <lO' 1 77 1 TTlJI.STlL
,
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1
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f"~·
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do toInIion. DIIpoo '1 ......... iiIrdIrd (HCPI,:37tq Ill1ti1 ~ ~~
EIiIrW COlO'IIne 0I.I1IttmIotI\f!a.
1 T...... do ... pfl\ji.'., 1... p-'r...... tia'do~"*IIInL
1
•
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oc._
•
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'co
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'l
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'"
23 Photodiodes
Les p/lotOOodes sont des diodes au siictJm ~ fonctil):'OO'll
an polarisation fflefse.
Sous édairement, les photons affilient au VQ1smage de la
jonctloo et hbèrent des paires d'électrI)Hfou. Ils tendent il
acaoitre le courant i'lvarse. pr~e!emenl à l'intensité
SYMBOLE
CARACTÊRISTlOUES (BPW SO)
Rl!<'Idemeol eo fonction de ..
I~se ilcldente.
s,
(%)
23 .1 Caractéri stiques
D . ll Sensibil ité
Les oodes ILfTlneuses sont de longueurs (!'on<Se d1Iféfentes,
toutes les œrues ne répcojent pas de maniète klentKjue à
ces di~érentes longueurs (j'onde. Le constructeur d' une
p'101Q1iode dorœ une oourbe de répoflse de l'élément en
fooction (je la Ioogueur d'(X)de de la kmère reçue.
ex. e;(jlIine la sensüilé "du clétec100'. poiS Ille longueur
d'onde déterrl'lrlle de la raâalloo trcideo:e. en ~es par
watt.
".: -
"
oP.
,
Directivité
P, : ~5a"IC€ Il.IITIioeuse OOdenle évaluée en wa"s pour ta
kllgueur d'()(l(ie t
i : r.lefISlté du courant en ampères.
2J . 12 Capacité de jonction
Plus la capacité de la jcoction est faible, pkJs faible saa le
temps de COIlYTIutation.
De très faibtes capacités de joflction sont obtenues avec !Kle
structure P.I,N.
l.kIe tension fflllfSe élevée élargit la zone désertée el de ce
!<.il alJaisse la capacité de la jonctbn.
lar9f _
~ J . JJ
CtIIo P'o_
Directivité et détectivité
C'estl.J possillIJé j:tJs ou mciI'ls 910000 qu'offrent les OOdes
pour déceler des rayOMements de faille IIllensite. Be est
liée 11 la tachrologK! 00 détecte\J el à la foone III bottlel,
Une photooioOe est d'aut8l1t plIS S€OsibIe que sa ~é
es! [1ande.
Les constructars 00rvlent l1Je ro.rlle cie clitec\l'IIté III cap'
teur en l00::tiOrl de l'angle de réceptbn cie la lumiéfe.
23 . 2 Applications
• M~ure quantitative 00 la lumièfe,
• Télécommande 0\1 transnlssion à alStiJ'œ,
50
"'"
,
EX EMPLES DE PHOTODIODES
Photociodo pp 506-1
optChIo.
T_ l I t tOponso'.....
....... _
_
101 .... lIIIc-.dlNC.... . 1It
flrlMt, lJ'IOrMI _-Joooo ..
'Ir ; "'~.
.,..-110
'"
24 Phototransistors
SYMBO LE
Un phototr<o1Sistor est III COO1JOSant qui possède la même
structure qU'lIfl transistor bipdarre classiQœ, mais dont la
jonction c~lecleur - oase peut être écJairée par un rayoo·
nemet11 Uriroeux.
Le phOlotransislor petJt être utiisé seit œll'\3I1IéIe cI~
(base pOOris€€). SOit • MSS en 1'(lI' • ~ est l'appicatKlfl la
pkJs fréqHtle.
Le cornp::ttement ~ ru p'loIotransistor es! l'IlOils 001
Qt.IB celli de la Iffilcdode à calJSe W mécamsme d'an~·
ltalion.
::!4 . 1 Caractéri stiques
2~ . ll
CARACTÉRISTIQUES
/qu (mA)
f'hototransistor
type BPW 71
VateuNl typ;qlJeS
T....... ~ 25QC
E (mWlcrrr) ~ 3
p _ ll0mW
$ource" 930 nm
Sensibilité et directivité
""
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,
0
24 . 12 Amplification
24 . 1 .~ Temps de commutation
Val8\.lr"s typiques
T....... _ 2S · C
E ImW/crrr)
p .. l10mW
SourcfI ~ 930 nm
'"
"
'"
"
"
"
"
o
Les temps de commutation TR et Tf sont loncllOl'l de la
fféqueoce 00 transnioo r!, (je la rés.stance de charge, la
capacité cdIec1w'œse, el d\J gOOl: ilS SCI1\ de l'ordre de 1 â
30 ~S!t charge réststivede 1 Idl,
œ
2-1. . 14 Coumnt d'obscurité
Le rourant d'obscllflté oote 10 est plus Important dans les
pIlototransislOfS et pholooartinglons que dans les pho:odiodes. Il est de l'ordre de 1()() nA (1 Il la nA pour les
photodiodes).
::!..j. . 2 Utilisation
Les photO\rMSIStorS SOO1 utilisés corrme détocteln photoélectriq.Jes darlS les $'j$!èmes 00 commande et de ré9Jlaton
et trMenl d'ilTJ!lOrlar.les appicalions dans la lecture des
bandes et ~es perfaées.
, , , 'œM
/qu (mA)
Les liloIodar1llgtons se caractéosent par urE sensitilité très
élevée.
(f réquence de coupure)
'.'
"
Mêrn.1 ~ que peu les photodiodes {§ 23.11).
L'ampi ifiCatiOl1 en courant du photolransastor vans norma·
lement (le 100 à 1000. 1varia avec l'édaJement.
les construclars donnent cIes c:c:ubes représentant JqL : en
10r0:;1101'1 de Vct Pcu III édrurement défni (E) el ceci pour
différents courants de base.
,
, ,,
,
, "" " ,
, •
6
EXEMPLES DE PHOTOTRANsrSTORS
VeeM
'"
25 Photorésistances (LDR)*
50 rU' lIdIn li! ~ar, (J1 CO'lS'..:;:e aJe sa CM1Jc.
t\'<té aqre1II ro lSidiI atIei I.,t
t'acbOn des pl'IoIons prod.it SU' ltI sea-<::O'ldu::tax I1Il\'ilfl
SYMBOLE
=
"
~ , U~ transter1 (!es électrons Q~ sont intrlXlUI1S dans la
bande de conduction. Il y a une a~gmen1a t ion de la
CCtId~t(JMé
Ce p!léIlOOlèIl!! es! appelé photoconduction.
Une phol\YtSi$lance Ltw cette pro;iré:é fie est cons-
--...
CARACTÊRISTIQUES
El :CdSeH35
SI :CdS H35
Ill" d'lIl8 pIaq.oette ~e SU' loqJeIIe 00 Oép)se III :Iel'l'
l00O'.XlO'.Xl
Dels l'ctl:sarrte. 'a rèsIs:.n:& de l'èIer'en! est t"eS èIMe
Dés QU'~ esI éclaire. la r/$s\;n;e dr." ru en kn::oo de
100'.Xl0'.Xl
""""'"Caractéristiques des LOR
25 .
Cellules au sulfure d. cadmium (CdS, ccUetr I1'arroo)
~té spectrillB matH!)aIe à 575 ml
{400 < 1'\511*1 < &Xl Ml)
RésrsINa d'ooso.rité'
100 Mf!
RésIstance d'éc:lainmert , 0,3 kil à 1 OOJ Ut
Le t~ Cie répcw\se "10 à 30 ms.
c.!luIt .u sêl6niure de çadJnium 1CdSe:
SEr'Isütti spectraI& ~ fi 730 Ml trcu9E .
AésIStn:e d-OOscœ:é
100 Mil.
RèsIstata d'klale" 09l'Il _ 0.3 kil à lIXXI lA
LB t~ de ulp:)use là 3 ms.
Cellules lU lulfoMlinlurt de cadmium
(CdSSe cooJeu rae)
SIlnsbkIé spectrale mmale à 600 ml.
Résistance d'OOSCurité : 100 M{J,
FlésistSlCe d'klaremenl : 0,3 kil à 100) lç(,
T~ de répcr.se' 10 à 20 ms.
Cellule au sulfure de plomb {PbS)
~J spectrale lib,.' 1800 DU 2500 rrn
~\,
Réslstareed'oosar1é: l "fi
Résistne dëclarM'«ll 0.8 kfl à Il)XIlIx.
T~ de repcr.se: 0,1 • 0.25 ms.
._
~ ."'i .
.
Applications
• Com'rwlde d'éd.age
. Photogap/lle
' LDII _qo. DIl>IIW< lIMw
"."'~
.oo~
,,~
.~
'00
". •••
• "
' 00
10'.Xl 100'.Xl
D1F'I'ÉRENTS M ODaES
NORP 12 • H$L 1,.11151
• l'tIot<risistIn al ....... III
CIdmIum (CdS), <Iont Il 'tponH
~'- lit .Imilaire ~ ceI'- do
.........
• (nc:lp ... lH. un$ un boItit,
plMliqo" ...... d'tpoxy ..... tn.
~ l'humldit' , .. fI: un. 'on'l,"
ptMt;qoe """1*.'11.
26 Exemples d'utilisation des composants
opto-électroniques
:!6 . 1
VISUAUS.\TIO," Dé t "I7rAT DI '>ORTUo IYlJf\E PORTE LOGIQUI
• ~!L; ;.i ~vos, OeICCY24 ,y,
(! 'II
v,
• T8n$Q'I da.f!lE!f\:at 00 5 V
b
• R sc:wte etai twJT ~ 600 Il
• R sone etai BAS ., OC(I Il
Pw S· H, Is est nE9atrf ~ sert de la porte):
1~ -_ Vf-V, , 4.8mA
."
L. oest ~Mli~:'eœnslapcre,
.' .
"'" S
1
V.
V,
>
•
66 '!'A
"
'f.,.
0
-
26 . 2
CO\tM A'-OE DE TRI,\(" [' \R PH OTOCOVPI H IR
le coorant (j'amttçage rléga:rI o:h 1ft me.ftelse caracte"St,qJe
cie déoenc ....'fOC111 cioo CCUallt pœ , r La '$$ISla'K'€ R; Me ,
"'"
e,
CN3111 de ~.QIT8Il
R;;·
U,
U,
C,
U·
'.
380
0. 1 JlF
l,- : CWMl (le decIenc'lE!l11€ft ~a.u:nalI,1lO mA:
la résistance Rjlmle le CQ;rrf'lt dans le pOOlotrarlSlStlll,
R. -.n la pclar.sa~ correcte de Tillai: il.6$' ttn CU"Çle
ru raw:t' OC hallsleot en COIS'" M'II le rht~ IXU
R,
,.
.7(1
380 V
~"
'" •
c:lIJ~: d:iins la j(àt
R,
trou
R,
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O:r-
, 0'
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;:1- , 117)
1.
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CNY21
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2N\111
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R.
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MlkU
C~.RA
26 . 3
-~
~
"' ~
Le coorant Ir qUI do~ cifcuier dans la dcode pour prCJ'loq<.>ef
l'/III'o:)IÇJIjIe iii troc sera
If~...
1
~;W'2
dI.~CI'I1Wl8IIe ClCUII de COtIl, ... .:le
au.rt (J,r.' le ~alls:s:or
m
0.1 ,.F
U, :niM lM<""au.D: tIOIneS OB C 114 V'
U. !&'19io)'1 maxrnaIe de déd$'~ 13 VI
Uœ :e!lSIOO de sat..a:1CtI cdIec1et.1 err.t::!IS de T. ~5 Vi
c
oov
l'TERFACE E'TRE.<1RCLlT\ UXiIQL.;[s
R,R
V
\le.;, ,,\l,
l,
Vth . .....,
-, Ia-_ t l'K
\I(
,V=
.Vee ,
~
•
R,
~1"Ifrc; ;k' " L!c~1&
' ~.II
'
m
B,., • .II
".
27 Fibre optique
Constitution des guides
d'ondes optiq ues
PAOPAGAnON D'UNE ONDE opnOUE
R
p
Le conducteor optique est CllI\Slltué d'un matériau trans·
parMI d'ildice n, {cœo.i) qui aSSlJ'e le cherrOOel'loot de la
kJmière, entooré d'lJ1 matériau d'irdce nI (garoe) qli permet
la réfractiOn de la ltIr'hère à coodition de re~ter la reill!bn
111<11,.
L()I'sqJe le r~)'On luml/leux Ra rencontre la face POP' du
gtioo SOIJS LII'I ar1{Je 6, j est diffrac:é selon LOO œection ClED
faisanll!lOC la ciroctiorl 00 plan d'entrée lJ1 ar,g1e u ; la lei
ru la réflexion totale précise que la valeur m.m11ale 00 cet
•
est tille que sm a = Ill/Il, pour qoe I€ rayon IJfIIII'I€ux
SOI reftOC:/ll SUl'lantl.l1e Cirectioo ED' avant de se penlre.
Si a aligmOOle, le rayon k.mine1.lX suit la trajOCtQile EE', se
ré~échit tIeIlouveau el aiosj cie suite avec \lie pMe (\épen.
danl de la pureté 00 mIeu nI et oe 'e tpJaité de l'menace
Ill!nl' Q'l C31act1Jise l'Mje mamuTI d'acœpI<wlœ 00 cœur
00 gOOe optqJe pa- la relati:ln SIn
cœ" ce Qli
e
e" n,
"""cos,,"}-(*r 00 SI(l8"n,} - (~r
VII,1-nl est ~peIe CU'iertlle~ ,
27 . " Structure des guides
d'ondes optiques
STRUCTURES DES GUIDES D'ONDES
~I
,
'1> du cœur - ~ longueur d'O!"lOe de la lum>ère à transmettre
0.8 Il 1.3 1Ift'. ce qui donne une capacité de transrmssion de
l'on::Ire de 1000 Mbitsls.
MULTIMOOE
Q'l dsttnogl.le tros structll'fIS :
• Structlle nUtrnodes à saut d'MtCe.
• Structl1€ rnJtimodes il 9'adten1 d'i:Jdiœ.
• 5tJllCtue rmno«JOde
le dlOO: cIépend de l'éMl'Ieneur de limJÈJe, du proo.i1largeur
je bande passante pal la k:Ino,].teur de la transmission et du
'Il)rT:bre de COflfleXtoos QL.i diminue la bande passante du
g.ide d·cnjasOjltl~$.
La gaile possè(Ie 1Il00œ cie réfOOioo n2 Da 0,5 à 10 %pIJs
Detlt qœ l'Diœ de CŒU' n1 poI.t les strœturas roottrnodes.
Fibres plastiques: ces fibres oot un prix de revient très
Jlféfielr à celui des fibres ' tout sW;e '. Lw atleooalion est
très Importante, ei1tre 150 et 300 dB/km. Leurs fenêtres
d'a1toouatoo mlllmaie sa SIluent dans le l'tSibIe à 52ll nm.
570 rvn et 65() nm, Ces !i!yes sollt utisèes peu- des ialSOOS
~'à 150 m. EJIes cooYierIIenI dans les miieux pertl.lrtlés
éjettromagnétiquemrot ou explosifs. alRSi QUI! p:x.I/ 1I\.!fl1llef
des nxaieoo ou das caaans.
SauI d'indice
<li du c<wr très supérieur à~.
Capacité de Iransmfssion _ 100 Mblt$/s.
".10 Il 100 dBlkm pour les verres. 2 à 5 dBll<m pour la
Silice.
Gtadient d'rok:e
<Il du cœur lrès aup&rieur Il ~. mels pas de discontinuité
brutale d· indice.
Capacité de transmiss.ioo '" 500 Mbils/s.
" . 10 à 100 dBll<m pour les verres. 2 Il 5 dBlkm pour la
silice.
'"
27 . 3 Temps de propagation
• Dans LIll guide multimodes à saut d'indice, le temps de
prCJ!)a(la1lOO par umé cie bngueu &'ltre le trajet le plus long
et le trajet le pkJs court est défri par :
ATIËNUATION UNËAlAE
Exemple pour un guide d 'ondes /1100 MHz
de bande passante
Atténuation tinèique (dB/km)
r", l- x !:l. (n , - nl~'
C 0,
L ; !.rite de klngJe1.r,
C : vitesse de il klrriIifa.
Pour n, - nz = 1 %,IOJS 3100S l '" 50 r.s/km SOit une barOe
passante < 20 MHz fJ(l1.J" 11<rn.
• DarlS un guide m~rnode à!Tadiertt d'indice (ou l'lIrialioo
continue d'indice), le profil de~ant répondre à une lOi
r,;asrnent par~, 00 égalisa les temps de transfert des
oifféfents trajets de forme héUo'lidale, à t < t ns d'ou une
b.nle passa<te < t GH:I:.
27 . 4 Composants électroniques
10
oL-____________________
004 0.5
0,6
0,7
0,8
0,90,95 ',00
0.93 l
','
Les d ifférel1ts pics sonl dus $Oit à des impuretés, soit au~
pilrtes par diffusion de RAYLEIGH inhérentes au matériau.
de liaison
27 . 41 Les émetteurs
Dans les g8'T11f\eS de longueur d'onde, où les gœJes présentill11!.1le atténua!tOO ml'limale à 0,9 ~m et 1,06~, 00
cis;xloo de ({ois types cie $(Uces. Les DEL à base d'ilfmure
(je gaJu'n émettent €(lire D,a et 0,94 1IfIl, le laser à rlêoctyne
(laSer YAG) (grenat d'yttrUrHlkm:ium) éme~en1 à l ,00 ~.
Les CfltÈlf€S cie cI'oot>; d'LIll émetteur WH :
• k:iogI..e.J d'onde,
• spectre d'èrrnsOOn,
• dagramrne d'émiSSion (~sdide d'èfTI.isOOJ),
._ ,
• IXJissaoce émise ilI1 fOflCliorl du courant.
• terops de réponse,
• ruée cie vie .
• leproOOctibiiité,
• vartalioo en tempélat<Ke.
27 . 4, Les photorécepteurs
leurs rOles co nsistent 11 meSJler la conversion ptloton électron, Isurs c.aracténstiqlles sont essentiell ement leur
sensilttè, Ietr crua:! d'obsctrité et ru temps cie réponse
On 1is1lrlglJe :
• les photodiodes P_I.N. qui re présentent pas de gain
iIlteme et nécessrte!.lle terlSiOO d'ainentatiOn de 10 il 15 Il
Seul de clétecboo: - 40 dBm (.. 100 nW) :
• la !Xlotodicde P'r. PN q.J donne un gain illeme ifrWIant
el utillse une te nsion appliquée de 50 à 300 Il. Seuil de
6ét~lion: - 54 dBm {.. 3 nW).
"(' )
" , -r -
.
~
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•1
.~
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.
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EXEMPLE DE TRANSMtSStON PAR FtBRE OPTtaUE
''0
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".
28 Laser*
SYMBOLE
28 . 1 Laser à semi-conducteur
Un !iode laser est consl~uée par Lœ jonction PN dont 'a
région actve 10frre LlJle œlité èIEdrooIagr.e:;que réSO!1l"lMle.
la pus grande ~Je de l'érerQl9 est cor;;entrée dans œt:e
ca~tè et la lmièl'e es! imse paralèNlment à la JOOCtion.
En dessous d'un certain seuil. appelé seuil d'émission
ind~ ite, la diode laser flXJCtl(r'lne COO'IITle une diode éIectroU:nilesœ!lte. D3s que Ion atteJrt le seUl d'émlSSlOO lriOO:e.
le mode d'émission pWlClpal appara~, a~ une ;mens.lé
relative très élevée. L'MlisstOO peut être corSidérée COOJ1'Je
mco::d'tOffilllQ!Je,
28 . 2 Principaux types de laser solide
Rubis: criSttl d'<wmne transparente lA~~),
Poo encombrant: L: 10 à 20 cm, 0: 1 cm.
Rayomement rO!ge ,694,3 Ml.
EXEMPLES DE DIODES LASER
Tot.D·9211 ~ COl III DI5 mW
No...,. ....... _
'5 .."11,
•• Coonn! .. bd", . " , iI,.o000_
""" _ 5 .. w.
• Diod... """""""" ~
• . . - SOT 148 DII\'PI ra 5 .... 1"""'"
• 0' ......0:01,1 ' 10....
•(ÉQ_, COl. . P'tU'SJ
~"'_ : '·!1'.
TDl..D-921510 mW
_ .......
•• Coorom
.. _,);i5.u_,O,.W.
OIodo
...
_i,lnItorM·
• ta..d'_,
•
'
• _ SOT \48 II\'PI
JQ! ..I<_II• _ : 0 1 , 1 ' 5 .....
•
Q
Pussance de crête: qœkpes dizaines de joules pour des
durées d'lfriXJlSi(Yl de l'ordre de la J'IliM&'cCflde.
.
_...-'1~..w.
TOLD·91~ 20 mW
Vern! au lIéodyme : (veire dopé par des ions néodyme).
Barre<IJ L: lOà 2() cm. 0: TOcm.
RaywflE!IT'I.Jrt rIfrarouge 1 060 Ml.
F«1e pussanœ: 10 à 20 JJrol
....
• ROUGE_585
PIIb
..
""'
........
tmisllon...- : 20 mVI,
• eo.r.t .. ,_tioo•••••
,to lM
• OIodolSo. ,
• C4e0cr_,I . n·
• _ SOT \'1 Dlt!'PI TOS .... - . ,
• tlIIr,.n"'' ' 01,1 , ha
•
UtJ.satton : télémétrie. éiUda des ~smas chauds.
BROCHAGE
UtlisatlOO médecile. l00mét-e de ;atelite, rritai'e.
.
VAG IYttrium Aluminium Gune! grenat d'yttrium et
d'aII;rooJlll1).
Barreau L .. lOcm, 0 < cm.
~ent Jlfnlrouge : 1 060 fI(Il.
PuiSSiIlCIl: 10 ,J/W en relaxé,
IJLIisatoo : Usflage, rhïlaire.
polO" '~IOW.
~
,
la
",.,
,,~
,
, ,
Diode de
conlrô1e
CARACTÉRISTtQUES DE LA DIODE TDLD 9211
'00
•
j
•
~
"
o
,
, •
Tension directe VF M
l
,
•
•
•
•
•
•
•
610
Longueur d·onde). (nm)
615
28 . -1. Précautions d'emploi
Classe 1 : sans danger.
Une diOde laser est très senslIle aux OO:harges électToota~~.
L'a node et la cathode SeJOIlt par conséquent toujours court·
circuitées Quand la dooe laser esl OOcoonectée.
Les diooes laser mitent des radiat'Olls cp sont \lisibles pour
l'œ,1 numaln, Ouand elle es, en servk;e, ne lama;s regarder
l'antérieur de la dQje, Une observatoo dans ,'ana d'/J!'niss1OO (le
la dlo(!e laser peut pro~oquer une lésion au ni~eau de l'œ:!.
essoolielemfJlll avec les Ienti1es coUm.tées.
Les laS€ts sont classés en 5 classes en fonctKll'l ru nwau (je
I~Lle qu'ts représentent.
Classe 2 : émettent lnQuement !Il raycmement l'lÜ et soot
de puissance st.lfisarmlent faible pJ\Jr que le réftexe palpébral
protège l'œi.
28 . 5
e
Classe 3A : puissarœ 5 fOO pIJs illevée que cbsoo 2 dans le
domane ~ de sorte que l'ml sOO En:O'e j:fOtégé pa 11 ré~e
pa:pétlral. On tr()iJV8 également les lasers à ra)'OOnement noo
WiilIe ne ~ pas 500 la ~ 00s lasErs de classe A.
Classe 3B: lasers d3llg€feIJx peU' la \Ul en JayOO'.ement cf~ect.
mais non peu la peau et non en rayonnement indfect.
Classe 4 : laser dangereux peU' l'cel el pour la peau.
EXEMPLE DE COMMANDE
,------- --------------PC,
,
0
,
•
.. '"...
c,
• ro~F
,~,
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TR, BO'oIO~
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PC,
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----
R,
1101')
,>0 "
.......
PC ,
'R,
H
~
="
.J
• , •
Cirturt de convnande peu rolàsation ... onde permanente des IuorIlY!>I n el dei crayons C<I5matés de Philips.
U _ _ dol! fin
_1>0'''' ....... do _
'_'10<
lM""""" _It,to .............. ,'t<l1t ratdo 0, fi do TIl,.
_ I t _ _ qui ..... _ ~ , .. ~ ,,'·"'.ratdo IC, .
... _l'I.,_d'oIfecIuo<dn ....... do_IV... ,V.. ooiI._--.ot .... _ _ .... -.,qoI<IoiItIn _ _ ... _
up'm .....
_~t<I_
-.1 ........
CORRECTION DU FAISCEA U
Exemple de disposrtil de collimatag ..
_pa'_ .
,_,!Ho ____
T........ _ _ fin
do3lr_1o .......
~
IrM .. "I>O'''''''~
_ li<iio w..... , . . . _ _ "' .. _ _ do 10'_.
".
')
Capteurs
de température
SYMBOlE
=>
='
_
Thermocouples
" 'lI1eo_m.x"~.",. est coostllUé 00 œ.a o:n:!uc1EU"S l'OéIaIIq.Ies
de nat~&S dlHéle/lies reMs à Ie~rs extrérrulés. En portant ~
sou:I~95' cIes 1etrp\ral1I'95 <iIIére!ltes, on constate l'~
d'Ill CCU'a'lIlerlet Seebeck). Pa' CCo"ISiq:aU, 811 ClNflIIIII crwt
à 00 mClt ~, ~ il 1'00 des contacIs. CI
defli!r se ctJ1lI(lI1Q o:m'IIQ III QlWJattu W1t la t.ém. 0i!IpMj
de le renre cl.! co.lPIe el de la dfféItlŒ de la ~ ne
les )QOC\JOIIs de lII!ISU'e Pal CCiI'MlI'I[I!)l. on appel!! IOlIdurt
PRINCIPE DU THERMOCOUPLE
dIIu<Ie la jCJ"CIol d1111'11Sltl1. 81 souckn froide la ~ de
ttêeta biM <:p.J" ce rweaJ il n'y.lt pas de corûd.
Si la StJIJÔ.I'e chaI.KIe est patée a la t~al1.re T, el la sruir.
frœje à la lMWallXe T,. la t,à,m. déMee p.:rle ~YolUt
U" C.(T, - T,)
Le CùeIIiaenI C (dt coeIfa:iall (je Seebeck). ro lIVre, cIépIn:llil
~ f'<W taI*!euI.
lo<sque l'on chauffe le contact de deux métaux
différents, ~ y a ""'s'lat"lCe d 'une t.'.m. thermo"-ctriqUfl.
,
Blindage en fibre de VIIIT. 14&0061. 146-070. 148-832
,
"
--- ........ - .."'.. -.....
PTFE 146-879 -lor>\jueur. 2 m'Ires
"'_I:II.IOn'_ "" ""'"'
"r_ _ . _ ' ·..... .........
· t. _ _
~
~
Si T. \'!lUI 0 'C, Cf) il, ar;rès a"pr.catlOl~ <k8c1tm:n1la ~
latin T, SU' III {llWaranètre.
Si T, est coost.YIIe. «1 eIIectue ln! ~ he lcomPMsaWl de SOJIbe meIel.
""""""
• les ~ sonl uIiksés potX la meso.re oos températures II1ltmeS (les loin.
• Les sondes à t~ sont u~r.sées pol.f les mesures
des t.a1tteS de SlIface ou pour contrôler la lenWatu'8 à
l'IIIléll8l.t des CU'i9S (ou 00 canahsatJCWlS) contenant des corps
~oogaz$.ll.
.... 1,..,.. __ 2-........... 5' ._.
~._'
.. "FL lI ...... . - . . . . . . ....,. H' 1 ..... _
............ "....~.
;
' 01_
:
i' I.tI'TR",f
;uj~._._
"
_
011 •
.. ",.K
29 . 2 Capteur au silicium
BROCHAGES DES LM 135
29 . 11 Capteur KTY 10
Ce captlll.f de tempéralU'e au silicPJm comporte un cnstal
00 silicllm dopé N. l()(s d'lIle vanation 00 la température,
ce composant se comporte comme un élément réslsl il à
coefficient (je t.ature posi1i1 (CTp).
La i;J'le caractériStique iii KTY 10 est légèrement coume et
sa pente est de forae cie 14 ore. Ce tispositj est cooteru
dans un ooll6f TO 92.
EXEMPLES O'APPUCATtONS OES LM 135
Large gamme
de tension d'ali mootation
+ 5à40V
Capteur
de température
.,
CAPTEURS KTY 10, "TV Il. " TV t2·
R
LM 134
.. fi
•10 mVIK
""'"
--
Solb... TG 9;"2
,.Captoor
Augmentalion
.,
de ~ sensil}jl ité
Paoa,,"~es
'"
"'- "" '"
" •
Coudilion'
.. 15 V
R
•30 mVIK
1---,- ~ 0 mVl"
LM 135
de préCision qUI peuvent être lacilement étaloonés. Ils
fonctionnent comme une diode Zeoer dont la tension de
craquage est d~ectement propomo!nelle à la températllfe
absOOe (10 mVrq. Calibré il 25 'C.1e LM 135 a lIle emu
typique inféoieU"e à 1 'C sur une plage de 1911lpéra:Ufe de
100 ·C.
f---'L- ~o mVIK
LM 135
29 . 12 Capteur de température LM 135
les LM 135 ou TD 135 soot cles capteurs de temp€Œlllfe
8
10 kO
LM 135
ÉtaJonnn ... pour
2.982 V à 25 QC
'"
'"
"fi
, -::Jt
,
"fi
,~
12kO
",'
3 .. 4 8
8,5 Idl
~Ol36
* roo"s$-
~kO' t
"
*
100pf
~
• Ajusla< poor avo;r 2.73 V li la scrtôe du 308.
'''fi
""
29 . 3 Thennistances CfN
Les ~ a c:ce/but de tmanrt négald (CTN)
/
SOOl des résistances 000t la résistance, • d:ssIpalJOO rnMe
- /1
(sans passallll de courant). dfron.Je 00Q0e la tempéfatl.Je
!Il.9'I'«l:e.
La température va1e en fOOC'XfI
• 111 passage (flSl COOT<n <In r6ll!men.
• dt Il Ya'Iil()Il de la ternpa-ave aTbanIe
• da la cOlla 8Sctl de ces deul moyens.
1
1
/
CARACT~RISTlQUE R EN FONcnON OE IJ
(ValeuJ'$ typiques)
'OR
29 . :1 1 Caractéristique
La 101 de l'lmt:()('I du cœ~lCient de températufe est expo·
nerttleIe. La vaW!ur cie la résistfllCi déj)eo:j des cœfficjents
appelés A et 8. Ces rense-gnements se trClUYenl sur les
cnlogll. des Iabli:allts.
>D'
29 . )2 Applications
• t.!esu'e el contrtlle de la l~altxe
• liniIu d'appel de oonnI.
R : riIslstance.!J la tempérai," 8.
• CompensatlOfl de la dérive thermiQue d&s corelll!Sà
transis1ors.
e: 2. 718.
A et a : coostantes pour une rMlstance donnée.
29 . :n Conditions d'utili sation
•
1 na faJ: pas JIKIlIer deux ClN en paralèlt pru' obtEn lN
~oo PIUS ~e. ISI des deI.o: éIBmen!s powa'lI
Sl4IPOrter un échauffOOlJU uœssiI el rawe rester trci:I
1 ~ taut pas utisEJ de CTN l'l!)1 proté9ées <In des lUdes
conducteurs ou corrosifs el des gaz réducteurs car ils
pe..vent prOYDqOOf Lnl v~ialQ'1 des caractéristques.
o
29 • .1-' Principaux types
CTN de mesure et de compensallon
EI8s SOI1I SOUTIS8S à des ctwges éIBctnQte. Iaties. ce !P
1Mle ... écIIaIfIemen1lJOP1!.
<X11118SU'8 lN matr:rl de tlll1Sicw'l aw: boolIIS de la cm ;
pou- évItEr son édwlIement. !!le doI1 avor \tIe vaIe\x élevée
a"" que ~ eot.rant qui la traverse 5011 faible.
eTN pour dérnamlge
EIes som SMW:ses à des cta-ges 8ectrqJBS éieYées el leI.r
rés&slau li'IwlIe tcrtlJTJEll\l el rajÔlli.d.
CTlt dt rtgulrtion
Bas sont Ifawrsées par 1I1 carn mpcwta'lt 81 eIes sont
uttsées peu la .~tiOO d'~tudedes ~leuS,
eTN, chauffage indirect
Elles permett8!1t Os résoudre les problèmes de régu!aHon
lorsQue NI poste da CG'!'.narœ est séparé Os l'awarei.
EXEMPlE O'APPUCAllON
•
-,.
~
cm
.'.
R
•
'.
CaptMM" eN t ....pémtu..
La tension de sortie v, du JTIOOtaIiI8 est poopoot.o.. sil 'la
t8ll$lOn d'enlrM V. obteroue à raide dJ pont dimeu' CTN·R.
$j 1. CTN chMlge de valeur par l'action de la chaleur. la
tenSolOn de sorIie changera dans les mimes prop<.Y1iona.
'"
29 . 4 Thennistances CTP
SYMBOLE
les tilermist~ il coefficient 6e t~a:ure pJsilif (CTP)
sort des éléments dont la rè$is:ance, à disSlPllton nul'e,
augmente avec la lempératllle.
la l'3I'~tiOl1 de température est otlterve :
• par passage d·lIf1 couram dans la CTP.
{
;::ê77 1
CARACTÉRISTIQUE R EN FONCTION DE ~
• par une variat.oo 6e la tll!11lérnU9 ambiante.
• par UMCOO1OOaisoo de ces de'JX moyoos,
R
29 . -l-1 Caractéristique
En général. les CTP om, pour i<s basses températures, ~
coeIfICtent de température mA 0\.1 négatif. En se déplaça'Tt
~il'I"s les températures plus hautes, ce coefficient devient
pw.if el de ~alellr èIe\·ée jl!squ·à 150 'C mon. Au·dessus
de cette lerf1)efalure. le cœffidMi cIéodl et ~I négatLf
L
19 . 42 Applications
• StaliJSatictl d.J COI..I'ant dans les postes lél~s
• Prolection de Ii;lrl& (surtensions el coorts.firutsJ.
• CompensaIOO œtempérat'xe des aro..rs il transistors,
• Capteu de terrpérattre.
• Protection therrnque des moteU"S
Tb: ternpératUf" dl> basculltmoot.
Rb: résistance de basculemeol.
PRINCiPAUX TYPES
,
1 1
seritP1lU87A M",1Ia
29 . 4J Conditions d'utilisation
Ne pas appiQoeI' une terlSlOO ~re 11 V"... à une CTP
car ceCI peut amener la ciestroction cie la réslStar.ce,
Ne pas comecler deux ou pkJsieurs CTP en sene dans le tut
de pouvœ ubiser de plus hautes l!JlS1Ons ou P'Jlssanœs :
œd concIurt 11 la destroc~oo de la CTP IP s·échaulfera le
!1us rap,demeflt.
21) . -1-4 Principaux types
Disques (usage ger.érall
Ces CTP SCf1I utilisées pour la Iini:anon de coorarrt. pour la
désaJrr.anlatron de tubes-images couIeu, elc.
Posistor Imarque déposétl par MlKaial
Ces CTP sont utiJsées pour la pt'OlectlOO des tran5lstOfS et
des thyristors cootre les embalements !hemiQJI)S.
SpéGiale téléphonie [TPJ)
Ces GTP som ut,sées polK la stabElir.al00 de COlKar'1 afin (je
COfIl)et"lset" les variations cie rés,stanœ de ligie t~éphonique.
Ril 25 'c " 120 Il ~ 15 %, tension rnaxmale 34 V,
EXEMPLE O·APPliCATION
.,
.,
.,
Protection de petits moteurs contre les s .... chauffes
les CTP soot placées dans les bobinages , A la température
limite d·utilisatoon du moteur. leur résistance dl!Yient très
élevée, le moteur s·arréte al. na peut repartir qu'après
refroidissement. On peut protêger de la même façon des
transformateurs. des ~octro-",mants. des ~trovanoes. etc .
'"
30 Varistances
SYMBOLE
les vanr.ancu ..SSi awe!ées VDR !Vo.tage Dependant
ReSistor) sont des élémenTs donl la réSIStance ~ane 80
korct:oo de 1iI1MSion appliquée à leurs ~,
30 . 1 Principales caractéristiques
• TenSioo t!'écrêtage
C'est ~ tenSion rés;dl..elle maximale Vp qui s'établit au~
tIotres d'CfoII varistlWlC8 ~ cele-ci es! t13V11f5é6 pw 1.11
COO'oVIIl,. ffi! consttue me RIica:m sur rap!ill.Oe de ~
vcnstaoce
tooc:IO'I j)'OIecbcn
• Cou'a't Cféle aQ'nsstje
C'utll va"" clo col.la~1 de crête ad""sslble pour 00
modèle de Ya'1SIarœ 81 00 type Ifoode 0Cmée (S x 25115.
10 x \ COl ~ etc.) Ip CQ'Iespood lime Y<J'iaIlCtI maxrrun
aJtorisée de 10 " de la 1Er\SIOrl aprés!ll choc de COlD'lt.
_Ci
1
1
u
CARACTI:RISTIOUE U EN f ONCTION
(Valeur typique)
oe,
U(V)
u "
'la
......,
Si (Ml aw1ique ur.e tensQn sjnusoidale aux bornes d'u~
'I1WIMCe, le COO'Mt n'est ~ de forme snosOOale.
"""
K : constante ~t de ,. lechOlologie UliIIHe.
" : coeIficiIInt de non-lin6llrit, (0,' <" < 0.5) .
EXEMPlES DI!
.""".
30 . 2 Application
• StatlisatJCf1 d'lIl8 teftSion.
• ~ê'.age; ~ des~ WIs;IIftS.
• Protectm des mo\eI.n.
• 1J'.isa:m lIfI Plrafcute.
30. 3 Conditions d'utili sation
EXEMPLE D'APPLICATION
PoI.r 8I..I}'!'l8I'1tlll la tensm ru la ~ssne 1f:!missï:Jje, 1 est
possible de nmter des IJOO en sf.tie. le m:ntage en pafaléle
n'est pas ~Idé tN la tlMfne sales tNacténstiq..les
peut rof'IIiKe Il me répartl\lOl1 nég<je ru COU'am dw les
.....,.,
30. 4 Principaux types
YOR' ro.qtde de tilant {p< 0,25 Wl
lIt*sées en bisse t8ll$O'l.
VDR i rol}'de de lInc (P (0,8 W)
Usage gênéfaI. boo COOl)OItemef1l en fréqueœe.
Éléments dt protection CTPNDR (EPZ l'rab1s ~·ATq
Ces éièrnents constituent llIII prolecOOn à la !Os cootre les
surt~. QlJ'~ SOi9I1t trallSdOU"es ou de lorIgI..E dtrée,
et cootre les SlroIMSIlés.
Ltnqoe le baI;Ij d'...., coIecteur pesse de rune' l'autre WneIe
du coIect....... le p/IénomfJne d'.x!ra-col.o'wrt de rvpll.6e prend
naissance el une étincelle jaiit .-ttre le bailli el la lamelle
abencIornée. Des varlstances pIac!! 1 entre dewc bornes du
coO.ct...... 1IIbsorlJeo rt les surtensions procUles.
'"
3 1 Capteurs
.
magnetlques
SYMBOLE
/
3 1• 1 Effet Hall
Ur! éc/'mtibl S€ffI.a:OOuctar en fctme de paraIIéjéptpède
PRINCIPE
Source dl! courant
foctangle reçoit des électrodes mé'.aDfqLJes sur ses faces
opposées ABCO et A'B'C'D', Un 9énérate~r relié il ces
électrcxles fal! crcuiet, daflS l'échantiloo. 00 coorS/11 contl'l.l
d'i1tenSilé 1. Si on branche, entre les pi)II1ts opposés t.4 et
M', !Il vottmètre, celui-d n'rtdique 8UC1.Jle tensioo.
En pIorlgeantl'lÎdlaltillon lWIs l.I"Ie InOJction ma!1JétlQll€ B
perper6::Uafe aux faces ASA'B' et COG'D', iJOe d,d.p. U~.
cite tenSioo de Hal. awaral entre Met M'.
RI! : coostMte de Hal survant le serrHorlducteo.r.
! : rtœ~té ru cruant (Aj.
B : imens.tè cie l'inruction (Tl.
e : ~rge\11i1 barreau lm).
EXE!>lPLES DE CA l'TEURS
31 . 2 Capteur à effet Hall
On cistingLJe deul gf;I'Ies de sensetJS 11 effet Hal :
•
• les senseus lÎlléall'es.
• !es capIan cigitaLlX oopolarres ou i)ipoI8Ires.
Les capteurs a'.jitaw: soot coost,(1)és d'lI1 préMlplificatlllJ',
d'lI1 étge trigger el d'In ~tar de cœmrtatoo, le 1001
élillt l1têgé $lIlI'l€ puce de si::lm
".;
0
u.
"-
,J.,
~ 'r
" lb-
u.
u,
il
,
EXEMPLE D'APPUCAnoN
Commande d ' un tnac par détection magnétiqoo
. SV
f"9",,,.
!6V
~-
31 . 3 App! ications
• Le ro.rant cie coovnande est ITJaII1tenu CUlSlant La teosioo
œHal mestre are le c:h.:I'lll magnêtque,
• La t€flSl()(l cie Han est i1!kJerx::ée par 111 dJamp variable.
I.kl COO"ant de COOYMIlde ! haute frèQl.JEioXe ~ à III
générateur à effet Han peut être l1'I()dtjé lrM:. un cila~ de
COOlI'lWICIe osciant ImoduiatlOll d'ampitudel
• Instrumentation: détectillf de dépassement, complar,
bousso~.
etc.
! UGN3140
'~
,
' "'
, Hn
,
\C
"" n
-
Ic_1
SC327
T,
'"
GI "
TIC2060
Hn
0
'"
32 Modul es
Peltier
MODULE A EFFET PELTIER
Face ,,, ide
co
Un éléme-t aeffet Pet:1lI comporte deux branches se'l1l·
condt.c:rœs, lI"Ie neutre et. LOO alirrental(fl. les extrèm tes
des deux brm-.es SOI"I! reiées par 1tI pool en ruvre. SI on
aç~J()UG U1 CO\Iart SJr li1 lei er:!!!'1. 1'lt1e des faces va se
"
Cc
Rad",I~....... Iet>
retrClÔl e~ absortler la chaIe\J' lie riW aIDan1 ; œte é:Ief~
1 1 1 1
sera lest'!\lée à l'a~ a....'!l'ao! pal ,'autre face 00 ,'èlérTIe~t
l'èlement Fe ~1lI 1311 donc effet dl! pcnpe il dIaJeur en la
trMSlérMt d'une face à j'a,tre. La clirectlln li. flUX œctœ.
peW he r i&'Sée par'l\'(!fSion 00 sens du COllant
1
Réglage de 1
:E;-
'Ir
1 1 1 1
u
Dlrr LII.UITS MODt:U :S
32 . 1 Caractéri stiques
~ ccnstructw
œr..t des IcmIoes de rot.rbes ~ ou
'!loirs SJllPes à Irltetpre:eo pe<f"If:la1t d'ut se! 'es éIer\al~s
?e:t.eI' de sa fi!OO:alKYl.
Ces ro.rbes mus perrœ1tef11 de oé'in~ le COO'art1 traversanl
le fl'l()(k,.e pour transfe'eI' Vie QOJêI': té o"ér!Eig,e expr,rr.ee en
wans.
:12 . 2 Applicati ons
MOIiM MeIeor 1l;IO'
~"do~1WI
TompéraII,n .......... !'CI
Cowan1muima1(A1
-............
~muilIaIeM
~
CP2·31
CPH
~
o.
~
•• 'o,
" "• "•
1 . tS
"" • •
""
EXEMPLE O'AP!>U CATION
•>
• Co~tr6le de le~plllatLJe ae wrposanlS èlec:rGnIQIieS
(régula:ion de températue 00 diode Iasef, etc.).
1OV ~
,,
' 00 n
(oscA:Ite\.iS)
• Gt'niratoo (fé'lergle é'eclrQ.Je 1faut peu œIa dsposer
de deux SOl:rces d~férentes de tempé!alUre (delecteurs
d'œendiesl.
y'" -
32 . 3 Conditions d ' utilisati on
Pe!tieI, dla<JIe rrOOJe é:all1 cœ~ec:é 00 série du pont de
,
,"
osa
• Regul31,or en température d'~ncelnte tnerrrOsiatées
En ~. 00 rassemble Si.l1XI ~1 pWeulS ~
ce
,"-, •, ,-,•
"" a
l-
I,,
,~
f,, r,•,
1
,,
.1,
,
we électnJI~, malS en jXlr3ue El du po;~t (je vue therfl'4le,
(Xl peu! œœndant ob!" (f) refrOidissement plus mtense
e.'11&-a'1\ les rroo:rlJ'es en paraJèle ther~t, mars dans
tOClS les cas, 111001 isoler élecUiqJelTllll11 1e!TlOdlJe de son
S!..ppC)1, 011 ut 'se POIX cela (je la cél'arri!pl métallisée.
Régu!aliort de tempérnturc
Ce <ispœjtif perme! de n!g.Mr le ~I dir<s le module PeftI8I"
et par COfISIiq.IenI I:! terf"4)émtlQ.
'"
33 Transducteurs
ultrasonores
SYMBOLE
Un transducteur sonore est prillClpaleme!ll constitué d'un
élémel1t peze-f.lectrQJe presmtantla proprJitè d'oscief sur
!fie fréquence ullrasOOqœ q..i est génér~amen\ Cie 40 kHz.
La bande passa~te est Cie l'Me 6e 4 kHz.
Les transducteurs S0I10res sont réversibles et de ce [a;I
petrveIlt auSSI boen lO"dooner en ème~eUl qU'!!(l réœj)ttu.
TRA:-JSDUCTEURS ULTRASONIQUES
• Transduc1eun ultrasonlquts MlJI& HMibil~"
• f,1quençe d'ytiliution W kHL
33 . 1 Applications
• TéIéccmnarlde.
• Tfa<lSllllSSIOI'l de dcroées.
• Détec1eur de ril'€OO.
• Système de détection (alarmes, détection d'obstacles,
elc.)
CHOCS
Murata P!(Sl~l
33 . 2 Détecteurs de chocs
Les détecteurs de c~ocs sont des dispositifs piézoélectriQues qui délivrent une tension propo rtIOnnelle à
-accélération de l'i mpact ou de la vibratiOn.
• Technologie: utilisation d'un diaplvl<Jmt type.
e«niqut piéto.\riqo)I SUI' di&q~ mtIaI.
• Sortit N cible (2.10 ml dtw condue1t11rs _ _
DEItIFUS;
Impactà 6Og,U, = 2V;
iIIlpac\ à 100 g, U," 00 V.
Ils sont ut~lsés poiJ( détecte( les chocs sur portes, vitres,
I€tlètres, etc.
EXEMPLE D'APPLICATION
Vcc " 12 V
l'M15mA
.. PD4049BC
(Vcç:lp)(GNO:8p)
Fréquanc& ,. 4(1 kHz
2.f'
•
6 9
10
V
"1 ~~'1'1 ~><'f'ï' )~"'1'''I'V "
,
' _ _ __
560pFl00 kO 30kO
Clrc,,~ émetleur
0,1 " F
~
0.471"F
r-,.
---'MA40
:;[-n_nI
TUTI -
ASS
GNO
1 000 pF
"J?
'~'~rl
3.9kO TA7",S
f------os
I'
= 0 ................. Dé
MA4~
1
ASR~
2
3+-{' d+
l0l'F
""39kll'
Circui1 récepleur
L-{==J--.J
".
34 Capteurs
SYMBOLES
ti5
d'humidité
34 . 1 Capteur d' humidité
,
7 1-
DlFFËRE/lrfS TYPES DE CAPTEURS
HOS 201 (Murata)
capIN HOS 201 MIr.!ta
Ce capteur (j'humdité contrôla parfa~tement les grands taux
(j'hlllTlidité.l'éléme!lt résisU est basé SUf le principe (j'un
fin détocteur dct11 ~ résrstMee décroît à pMiI d'l(1 fort taux
(j'humJClité.
1_.r-.uo. , , foc \IIWIIIWI
F,II, ... d_:50Hz il t1!z
MsioIJnto: \ l1l1I
PIogo ~: 1 ~ 100 or.
""" do!Oltll*_ : 10' 10 'C
C3p1..... RTeH! Philips-RTe
34 . 2 Capteur d' humidité
Tonoioo d'1IIiisotion : 15 f", loIIorI'IIIIII
RTCH 1 (Philips-RTC)
F....,. d'odootioo: 1
L'humldistaroce RTCHI e,1 consl;tuée (j'un pe:lt conœn·
satllll COfll)OSé (j'un fim Isolant ~e di~riQl!e1 SUI lequel
on a Y3IXfflé!lle fille rom d'C( (les plaques 00 roooen·
saleur). En ra:son de l'extrême filesse de œtte cco:::ha (j'or.
les molécules (j'eau paNent ~ traverser et ITJ()()fl8f de ce fait
les caracténstiQueS du OiélectrQJe. CIlns ces concilIOnS, me
augmentatd1 de l'hLmldlté se lradUII par trJe at.gmeIltatoo
00 la capacité. Ge changemel11 de copacitê ~end 1Il œrlafl
temps: illaut ainsi quelques minutes avant Que j'humi·
distance ne traduise effectivetnel1t 9() %de la OOUl'eIe valeur
de l'Il<..m(j té mlalNe. Ce capteur ne OJOIIioot pas polK les
mesures d'humidité rBla:rve infènwe à 10 % ; au-delà de
90 %d'humdté,la condensation risQJe de rernte 0JŒsab1e
.
kHz . 1 MHz
CopociII' l20 pF
Soo m'JI, 0,1 pFl'ItM
PIosIo.nu.dlé : ~ • 80 "
'"
''''
'"
ATCH l
'"
""'"'
34 . 3
EXEMPLE D·APPLlCAT[ON
470k!1
;f!Hl
.,
.,
.,
."
"4001
N,
470kfl
.,
150 pF
N.
1>N,
.,
.,
""
47 kfl
r.
BC 557
\.'
,
"
10 ~f1
CI;;ç}OO"A
Mesure d'humIdIté relative (degré hygrométrique). Nous avons dans ce montage un générateur étalon (N, el N 2)
el un généraleur Yruiable avoc I"humidilé (N 3, N. el caploo!}. En sori>e. nous avons une fréqvence identique à celle
du génkale\Jf étalon. mais donlla longueur relative de!) impu lsions est fonction de [a capacrté du capteur. donc de
['humidrté elle-même.
La ledrKloge <ri3/de de ces captm kil CQ'lIere lJIe tarie
5e1'1$Üté. une !Tarde flat6té. une faille hys:éféss, 1SI1~
35 Capteurs
de pression
de fé!x:inse Irés œu1 el lI'Je longue stabilité ~s le t~s. Is
permettent des rTIeSlI'&S de pre5SlOll par rawort au VIde parlM
00 de mestKEJ la (ffféreoœ entre deux presslOl1S.
35 . 1 Capteurs à membrane
Is sart ~1 C(nSIJ;l!ès d'UM petrte mElTtrane métal·
icf,Ie. La ~ provoque le d!pIacemenl ict'gt!\IdIlaI d'une
t,se liée • la membrane. cE1le 1.ge PlQYOQut elle-!"'m lIIl
COO1act l'I'IkMqJe,
Ces capian de presslOO sont appelés preuoslat et peI.MIIl1
réagi" pcxr t.rne pre~ absolle ou dlfférentlele.
35 . 2 Capteurs électron iques
La capsUe IIIWIOIIIétnque est réaisée , pat1II de deux rrnr;ro.
~ de SIIcun lI1Ire !esqm on 1 8IJ II! 5OI'l de liIsSIJ 1ft
CMt On cel e!paœ a été 1JlI!i:pé !tI Wle pcu;st Pa aiJeu's.
la placpJlte cIéIectrJœ est pcu"ruII de _e résistances ru 1)1)6
J)ézo-éleCtnque. qli, foncbomalll en jauge de cool/amIe, sont
roortées en pctlt de Whei;ISlone. Sous rn'l~ d'lm presso'l
8I.1/œ1se, la Il.IDalle St(:èielre va !le défCI'II6 ~ deee
lat le tU s! :,tIIn liJ pmi de~.
35 . 3
KPY 10
EXEMPlE D'APPLICATION
Capt_ de press><>n (lIf.II)IiclItion d", KPY 10· Siem_)
• U.
PoIIIrit..
R,
R,
(.. GV)
Correction
R,
100 kO- 1 :;>
2 8:>:b
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LM 324
(1 bill IV)
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C,
R,
.. 1000
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R,
R,
150kfl
lSOkfl
Ra" 2 kO
(T~~~ Cl I!JKTY10B ,
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Amphfication
[approKornaIl~e)
R,
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" •"
R,
-
""
'
"
•
"
Syst«ne 1
Correction du signai dft 100;" du KPV 10
Systèmellll, III
Système N
Ampllrocate\.W" ~ (:Om"""""tlon theml;que
0épI~1 du niwau (.apporté à la m&SH)
4.7 ka
R,
150kfl
R
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,,
,,
,,
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,,
u•
,, ,b
,, Sans cOlleetion
,
""".
---{!
,~"" P, ~ eom.ctioo
470 fi
. locale
'"
36 Jauges
d'extensiométrie
Pal des tisposIufs mécaniques, 00 peIJ1 p"0V0QUeI' la déformation cI'!X8 pièœ • corps d'épreuve· qui peut être. par
exemp:e, un cyirnjre en compresSioo ou une lame f1ècrue.
Des jauges d'extefISi:lrnétne cŒ:es sur ce wps d'épreuve et
C>:'ffleTIabIeIent !,TŒ4lées transiOffi'le!lt ces défoonations en
variallOl1S de rés.-st<n:es.
En pratiq...e, on uUse la k>i de Bidgnan pour les calculs des
SYMBOLE
1
1
1 1
" - ' picMIIM. - - .
AppIc-~
déformallOrls.
'"_k
R - "
(
Typo lUX •..
c.artc\6riatiqooo _ _
k est le tacte\l' de jauge q~ r:Iépend ru matéliau de œIle-ci.
36 . 1 Applications
On ropr;oonlt ici troio ..... _
• Mes\!res de OOIoonalO:1.
• Mes\!res des masses, de forces.
• Détections de détormatiOOS, de c:hocs, etc.
Ou'ele rot méla. ou en matériau 5€!lU-conducteu, une
jauge d'e>:!efI5Iornétne reste \Il COOlJO~t réSISul que 1'00
place gérléralem&lll dans un pont da Wht!alstone afin de
.... Iiqoes do joogH misti> ... do ~ •
_'ItoIlt ....,lqodo_tl·;, ft ""iI, ....... doprfOOioo,
coonalre sa réSis:anœ éjectilql.!e.
MONTAGE EN PONT
EXEMPLES O'APPLICATIOOS
Lame en traction
, , ,F
Et •
'1--'
",
,
Eae
- ,J'
,•, ~ -," -C..
.F
rorc.. appliquée
•
"",~f
et O\dlcaIlonJacoge
klngittJdin ....
~2 ndication);Iluge
trans--...le
Tore ~ i ndrique e<1 traction compression
D
36 . 2 Différents modèles
la natJre des jauges est cUolèrisée par le métallk = 2) ou
le semi-cooduc!eL.f (k > 1001 et par le SlWJI!. cas dornées
sont imposées par les tefTl)éŒtures d'utitisatlOl\.
La fo-me et la teclWoçie de la ,auge sera foroctioo de la meSIle à eflecllter (tractIOO, compIe5SIOfl, flexiOl1, tcmon. etc.).
La résistance électrique ne doit pas éue tlDp forte (défaut
d'is()Ierne.lij 00 ~ faible (pa1ttba!ioo sur le câblage), 120 n
est une valeur moyeme,
d
F l""'ef~
D d~r. o><tollietl
d diamèl.. int.......
in<Ii<:3!Oon jaugo
Iongnud;n;,1e
E2 indicatOon;ouge
E,
FIl
,-
E modo.'Io d'....licité
~
CO<If1ick><t, do Poisoon
le caW des cootramtes ~ se ramène ~ il des
cas SImples de la féSlst~)Çe des matériaux: tracbon, fierion, etc.
A'«flI c/'dsi l'emp'acoo1enl des Jauges, 00 peut cabJIer po!.!( chacule
d'etes la défoonatioO avoc SOlI Sigle.
'"
37 Alimentations à
courant continu
Une alimentation Set! à fournir de l'énergie il 111 montage
sous forme de couraqj continu. la tenSion de sortie de
l'al,mentallon es t continue et possede la propriété de
demeurer constante quelle QlIe $i)1 la charge appliql.lêe,
SCHÈtM FONCTIONNEL O'UNE AUMENTATION
".
'" '"
1
'"
'.
LoJ '.
'.
T
V." v",.. s;n "'/: toosion s;nuso<OaIe
V. = tension constante
37. 1 Description
fS 1 : sert ACOI1'Mlf lJle tenslOO ~ en lIle autre
tension sfflsoidale, Be est asSLl% par \Il troosforma:ar
SCHéMA STRUCTUREL SIMPLIfié
fS 2 : sert à ccmer" une lenSiCll sOJsoidafe en une ter,sjoo
unidi"ecti)nnele, OO.IS avons un redresseur.
FS 3 : sert à stocker j'érergle de façoo à Iissar la tension cie
'.
sortie liJ reaesse\J'.
fS 4 : quand il fa~1 réduire l'ondulatiOn de la tension cie
sortie du reaesseu, 00 place a lJ1 filtre de type pasSl3·has,
qui perrr.et de réduire l'amplitude de la composante
~temative cie la terlSKlll VSO.
fS 5 : sert il rnamtem COI'ISlante la tension d€ sort.e. C'est
un fé,patEilt de t9llSlOl1 qti permet également ure réjeclion
(je l'ordre de 70 dB de la tensioo (j'Cfdu\ation. Il rtnIj)fit donc
auSSi le rCie de la fooctioo fS 4.
37 . 2 Calcul des al imentations
1. la cllarge impose Il. el'"
2. DétErn\JlatiOn 00 ré;JulalOO',
3. DéterlT\inalion de V., et de 110'
4. Dil1ensicmemeot de C.
5. CaIaj!il transflmlateu.
6. CaIcu! du radiateur $lJ lequel doit être mooté le réo;pjatetr.
•
Tr_lonnat .....
-,~
:FS Il
~~
,S 21
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C
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Cor>Oer>s.o....... R8gu~
~
(l'54)
(l'S5)
IFS 31
CHRONQGRAMMES
V' l' I
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(sans Cl
"
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DÉTERMINATION OU FILTRE· FS 4
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L'objectif est de minimiser le fondamental de l'IV..
,
:·'IV.I
l _ lC",.I.'IV.. 1
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1
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"0
38 Redressement
VALEU R MOYENNE
E
v (r)
La foocbon redressement COI\SlS1e en la transformatioo d\œ
toosioo bid~ediomeIe en une lensioo urnectiorwlene.
38 . 1 Grandeurs caractéristiques
• Valeur rnoyem; d'~ sql8I
v,.",~
E
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v""'" ""'"2
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VALEUR EFFICACE
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• FacteU' d'oodJatioo
Vvl _'Il!'!!?!
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2R
R 2R
PUISSANCE OI$SIPËE
i(f)
Ce facteur est d'autant ~ faible <Ml la len5lOO redressée
se rapp'odle 00 COOlOJ.
RI",,,
• Pi..issance di4lée lcu pulSSarlCe moyeme)
p"
t
fU{f) iltl dl
MO~AGES RED RESSEURS
v"" . U""", sin ",1
~ les lTICfItages redresseurs
pour tous les montages
11 00 0/1 : valeur efî:aœ de VilO _
V00...". : vallM moyenne de V9:).
Vdlflol : l€I'lsion Reverse Ripple Max,
Redressement monoaltemanco
,,
_.
] ! ~•
soit tension Répétitive Inverse Maximale de la
!~
B
V""
: Curent FOIWafd RippIe Max
0
(:()(Jan! répélit~ direct maximal.
u.
V
Vo
R
,:VBO
0
V.
r
38 . 2 Redressement
monoalternance
"-
VBOoII = - ,-
"-•
VlIQ aoj' : -
,
38 . 3 Redressement dou ble
alternance
TRANSFORMATEUR A POINT t.lIUEU
,
.~R • .~ 1 Transfonnateur à point milieu
•
•
'"-
VIO "",," - , -
PONT OE GRAETZ
3X . ~2 Ponl de Graetz
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VlIOoI!" \.1
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VURlI " - U_
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Se/IMII dII_iIIN
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TABLE DE CALCUL POUR LES MONTAGES REDRESSEURS
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• la \'a~ moyenne du CQ\I'3I11 cms la dOOe.
38 . 5 Choix des diodes
p
!"",," V -
de redressement
V, = lenSOO moyenne après redressement.
d
1 est fonction de :
PUISSA/'iCE MOYEN:>:E DISSIPÉE DAI'S UNE DIODE
• la valeur maximale iii C<ll.fMt (hel répéud (Jf!lI.J,
• la valeur m.nimale cie la lenOOn rr.'erse répétitif (Vdlflll),
-,
DES PQI.,rTS RED RESSEURS
CB-I .
O,6A
"
CB-198
CB· I9i
CB-199
.
,
C8-1(IQ
••
C B-199
.....
,
PONTS MONOPIIASB GRANDE PUISSANCE
I1_
=.o 'C
I-
.
. 'C
'- IO, ,., , ,.,
'"
"'
.....
ITypeS!
'"
38 . 7 Redressement sur charge
RËDRESSEMENT SUR CHARGE CAPACIllVE
capaciti ve
• CaJoj de ~UR dans le cas d'Ill redœssemoot monoafterIliIrJCe . Nous aJons consiclérer une constante de temps cie
dédlarge grande devarl1 T. Nous faiSOns l'hypotrese simpIi.
ficatrice Que la décha rge comme1ce à T/4, Que M est
r.égigeü et que la 6éct\arge de C est Wléatre.
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u~.,.,-Vp,...,- 2C · T
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ALLURE DE UR(t)
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,
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ALLURE DE Id (1) ET DE 'e (r)
u~c
EIIftSSion sinpifiée
.,'-
'.
.1 ) "
la d'age capacitNe a p:JI.l oot d'aug:renter la vOO.r ll'kJ'fi!I'Ol
cie S tEllS01 red"essée. c'est-à-œa da la rmecootDJe.
le condensatlU JOOO le rOie d'l/I1 réservoir d'éner[je q.i la
resûtue 00 partie ruall1 la de!ni.péri:xIe pendant laQJeIIe le
reaessar ne cooduII pas.
',.,
POO' OOinuer .l.U~. i faut augmenter C au maxITI1IITlI, malS
nous SQmll9S mutés par l'mtensrté de charge et l'encom·
tx-eo'1)ffit.
38 . 8 Exemple d' application
'.
, ,
, ,,
,
, ,,
,,
,
REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE
Réaliser ISle ilIfnentancn 15 I//PfJ mA avec 111 redressement
double a~etra"oœ en p((lL
C-.::l
~
9JC,lITI()Ij ,
+ cc,.rf
_,UR
• Sdléma classQ,le tvœ d-cootre).
• ChOix du transformateur. Le coodensaieur réservOi r se
charge à U4II • soit une lensioo eff.caœ au secondaire du
transformateur de : Ut/! - u_Ni. ~ 15M = 10.6 V.
~e tenu des dlJtes da tension rues aux di:xles, Cf1 c:OOsit
UoI! seeoodaife '" 12 V, Uell primaire 220 V el /III '" 0,1 A
(0,1Aau ieu de 0,00 Apru cIes ralSO'lS de séclriIéj,
des diOOes. Le œuCJ11 d'ulisatiOO étant de 80 mA.
00 dOOt cIes 00:les SlWJ!ant \Il coorant da /...., = 0,1 A
et de t€OSi::l'l fflerse VR=U.... '" 12 )( V2 = 17 V(p((lt do
type B40C 1(0) car i n'y €!l a pas pour VRlIlOIflS qJe 100 V).
• Choix ru conr:Iensateur. POO' une ilimentaOOn de Quahlé,
,
C
L-_---'---'
h
: r'>
EXEMPLE D'APPLICATION
• a-.:n
220 V...
12 V...
' ) - _ - ,_ _ • U.
'"
CtI prend JlU/U" 1 :
soit AU - 0,15 V, d'où C ~ 1",,/100 JIU SOIt C = 666 Li.
VaiN ramaïsèe C = 1 000 ~F , 35 V.
,"
+l000 !-'F
A1 imeolabon 15 V I SO mA
".
39 StabilisationRégulation
STABIUSATlON PAR DIODE ZENER
4._-- 1
l"
Ji'1
_. ~
39 . J Stabilisation
o.was les lTIOI'JtageS qu na 1'I6œs5oten1 pas Ille ~ ~
ciIDl dl!! llleos1Cr1_ ~'(J"e blé ,êjecto, des ''''œro
t
R.
f
Récepteur
1,
,
i F~:.~
de la ten~ d"sf1lree, 1-~~satJOn fun montage a (iode
R(:GULATlON Ir. TRANSISTOR BAUAST
SI<üsalnœ es1 su'l'sant
La ~ a'OO'll (le ce trO'11age est cklmée pal la relatioo :
.
"
'
\ ,J )',
•
lu;: vaIaI.r ~ de la ~......atJie de j'uni-
1
l'
""" vaI!u' l'IstMta'lée de la
"
•
!
l ~~:
R,
~te ~ de l'iii·
R.
l1le1'IIatlOl'l.
'l ; ré&st..::e dyr\arri<JIe Cie la diOOe Zener
1. : lf'lIen5lé lIWlI'IIaIe dam la 00:le l.e«Jt.
U~ . !8rISIOfl JTKI'J'BIYI& d'ainentaD::IrI.
MOOtU SATION: PETITS SIGNAUX, FAIBLES VARIATIONS
Vu _IM$IOI'Il\'(I'J'ImI! cI"Alsatm.
Ce::oe!foem dot être le ptJs!aille possble (.1uo lIès fatIie
par rappcwt' ;\ u~l.
La ré&stara ~leme d'tilt) SOI.rCII de tEll"Sion il diode statit·
satriœ 8S1 jY8.tlqUlJllllllt égale il la résistance dynarriqJe (Il)
de la 00:le UIisée Celte réscstM:::e cnc!i!rise le factf!l.f de
stabisato'l aval.
Le 1'8SI. des an:téristqJe:s se trwve au chaplIre ZenI!I.
,Roc
,
39 . 21 Régulateur à transistor ballast
• 1 ta.c V.) V. IV!;l,owI '" 2 V), If ~Q' doIIlolICtKl!,1(!I
en r9TWl iIéiWe,
cn:.s.r
""
SCHé MA FONCTIONNEL
•
B
ra
•
• 1 faJ
Rp lete ~ le COI.Q1t dn la 00:le Zetw
lui pennelt9 de passer le coocIe de la C4/lICIénsliQUe.
Montront If. r8gulation :
• 1faut calcLll!r la ~ ~ dans le COO1p:lsant :
"
po·VC( .!",
hroégligeable).
",
t.W7
39 . 2 Régulation
Le réguiatelJl de taosion maintient COIlSlante la tensiOn cie
mIEl fil ~ de faQJn à compenser geS mllons.
R.
•
"
, • ,
' w•
1
39. 22 Régulateurs intégrés type série
Les ré(pateo.rs 111iqés type série se présentOO1 srus fume
d'(Il oo)er trois 1Jr\ldles ; Ils possèdent I.f'le t€JlSion V. IVcu)
très staIi! el réjecteot efficacement les mtions de la toosm
w
•
,
Régulate ....
d'trWee.
.l 9 . ::!2J
,
RÉGULATEUR INTÉGRÉ TYPE SÉRIE
'.
Car~c[érisüques le<:hnologiques
l"~
!
,~
1existe différents typeS de reguateurs 00I1e.
RÉGULATEUR SÉRIE. PRINC IPE DE FONCTIONNEMENT
• Les rEo:PaIet.fS PQSiWs
Ils etfecluent la COIl'iersiQn d'une tension positl'le en une
lerlsm positive de ~a!etr I:1féOeure.
:--- - - - - - R~~late~- - - - - ---:
• les réçulateu-s OOga'jfs
Ils eff&CtlJent la coovet"sKlo1 d'tnt! tenSion négatNe en \Ile
,,,
,,,
,,
1
tensicfi r.égatNe de val€u supérieu"e.
• Les régu!a:eurs ajustailles
,,,
,,
R, ,
,,
,
./
1
,, - -
-
leur boucle de contre· réaction est externe at permet des
~ages de varJatio:l de V•
de 1.2 Và 47 ~.
!/Ûl est soovent néqligeable.
.
,~
,,
,,
• les régulateo.rs bitensoo
Ils soot ronposés d'lIl régulateur posit'l et d'un rEo:Pa:euoégatil.
,,
,
R, ,
L1
- - - --
.,t
__________ J
,-
RÉGULATEUR AJUSTABLE, lE LM 117
LM 117
V. ADJ V.
Las caractéristq.Jes sont :
• Dropout voltage (V [11"", • IV. - V.l"",)
C'est la différellce poteot!el mnmale entre entrée et sor1le
œ
pci\I qua le régulateur fonctiome.
• Une régliallon {O,OI %IV pour un l~ 117) : 5 ~ l'Idiqlle
en %IV les vanatlQtls de la lensKII1 V, poor lm vanat()ll de
V. en régime élabi.
Dans ce cas. V", '" 1,25 V.
• load régulatoo (O,3 %lA pour un LM 117) : Ro ildiQIJe
en %les vanatiOns de V. p:JUf lm vanatoo de 1. en rég;me
étabi.
DfIOPOUTVOLTAGE, lOAO REGULATION", F (6) LM 117
ENCHAAGE
• Output Noise Vl)tage 1\),003 %de V.) valeur eflicaœ de la
tQ1SÎOll de brui! en sortie.
• Maxi"num pcwef clisSlpaoon
l'ulssance IT"Ja.>:IITIale ~bIe par le régJaleu.
PUISsance dssIpée par le régJlateur série
,........
~
Dropout VoJlage
,"' .....
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1':
L
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load Regulation
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C'est le lacleur de rClecllon d'une teoSlOO allematl'le a
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INFLUENCES DE CAOJ ET DE C~ SUR LA R~PONSE À
L'ECHELON ET LA REJECTION _ LM 117
""'- ....
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Load Trans"",! Response
~~
Uli li <~Iion des n'gul:ueurs
• Les coro1eosatetKS exterres
1 est récessaore de Iœttr€ III CO"Ideosatet,l de 0,1 ~ céra·
mq..e à l'entrée de façon li ~ef l'oodulatlOll HF i)œ !pl
LIll coMensatetK C. dt! sortie j)Clarasé au tantale de 1 ur
pour lfledet ies trilllSl10 'es
l.k1 coodmsatll\X de 10 If est neœSSiHe Slf la sO'ue ADJ
(Adjtlslemen1: de façon a oo:erur un RRR ..... 80 dB. ce
ccOOensatCUf est au tartare sœœ pour ses ~JaMés de tenue
erfréq.letlœ
:
"H:,
... . ~ c_ • •
• Les d'odes de P'O~eçl on
Les dlcxles de protection $(!!Vert à protéger le regillateur
corne les p::Iimes de cwarr m,te par les coodeosat&urs
de SI)I\Le et CI (.. 10 pFI. Ces pointes de courant q~,
peuvent attEW'odre 20 AdoiveIlt é.:re évacuées sans anaQOOl
Ripple Rejo.>etion
~
..
'.-00 ....
<
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-""'...".....
L
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!::J
L
.~ . . . . ,. . •• • •• •
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1<1,
-c,
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~,
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'"
~
r, _" C
__ M
EL~MENTS EXTERNES DES REGULATEURS
0,I N4002
ur
'!'ttertio!'! III coode<Isateur de SOttIe {C,l de 1 seri aUSSI
à ENlIer !J'a rntatMlns du Jro:11<lge qu peul êt'e créé par des
capaolés de cIlar9ll ooes 8\1 rr'01taqe de !'onfre de 500 pl'
fl5 rF.
la sorte li. réguLatll'$
ç
RËJECTION DE L'ONDULATION DE V. - LM 117
• P;opIe Reectr.r Ra..o' ARP ~ 00 d9
.w. :!:!:!
--
CumIn! U m l\
~1 i::
• Les COOS'I\;C!!'VS doroent aussi p:>ur les LM 117H
RRRdII = 20 Ig
TempOfatu<e Stab.rty
i ,.,. ,
Val'i.1tlOO totale cie la SOrtIe :
el R"
COEFFICIENT DE TEMPERATURE ET UMfTE EN COURANT
LM 117
'. '.
,.' . . FI """
D~t
C._
"''''''
1-
R,
c, • C,
C, * C,.".
V._l.25V (1'
R,
2400
• C,
T 10 ...
m
±c,.c,
F
,
D, p<clec1Saga.nstC,
D, """,,,,1$ ~ C,
'"
.llI . ::!1]
EXEMPLES D'UTll.ISATION
AIimentriof, 5 Y.i C"""," éItclmrôquo
RtguIat .... ln y haule sIabiIiIè
'.
'.
LM 117
'"
V.
r
V.
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7V-35V
R,
C,
R,
0,1 J.lF
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R,
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R,
LM l 17 1
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O,l ... F
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TOC 0137
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C,
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••• Optin31-irnprov ... fiwIe ~
• La ~ de 10 ~f estfacutt_ pour
.. ~ oon Iigr!e.
Soid tantalum
•• lA .......... Ioad c.......m _ 30 mA
•
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47",P
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1.2 V
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R,
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R,
LM 117
O.l Il F
IdiToenIation bit01<lSiof1
3 - LM 195'$ in parallel
J
C,
SoIxee de courant COITIITIII'Idée
2670
Y
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,
R,
R,
2N2219
720 Il
\ ~ LM 129A
2N2'905
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240n
C.
1,5kO
"fi
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0.1 fLF
LM 117
'.
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•
'"
TOC0137.LM137
.,,..;0,.
Alinentalion de labofaIoi'e il tension de sortit" limitation de cCllr.1l\l ajustabie
'. il
32
r
TD60117(1)
40V
0. 1 J.lF
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D.
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2400
D,
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Imitation de <:Ouf.,,!
;:;Ç 10 IlF
lN4001
Q,
Les _
D, et o ~ et transislor 0"
"""t ajout6s peu ~ l'ojus!agoo
de la ten>lon cie SO<tt<t Jo 0 V,
De protège ... <;I8J, TOB 0117
~ ..., COIKt-cir<:uit Jo rentre..
TOB0117(2!
l~OOl AW
1 kfl
~2
-IOV O
5 kil
'.
'.
D6 1N4OO2
R.
Tenoion d'.... tage
d:l
l "F
Tantale
.
D'l/l lA 9 3
Q.
- IOVO
lN4001
,
Garwn. de sortie
O "' V$ ,," 2SV
O"'I."' 1.2A
".
CHOIX D'UN RéGULATEUR
• T_do_ ~,
.
• c...r..do_
• R'jo<!io,,,loonriolioo> <IoronlrOo.
~
POSIT IFS
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LM XXXX K
Vue de dessous
TO-202
BoIIittr pIMIiQue
LM XXX P
LM XXXX P
Ent,"
""
(V.. J
'"
'--- ~.
Vue de laçe (VI
"
Bom... plMt;q..,.
TO-220
LM XXXT
""""'" ,
Vue d e lace (V)
'"
39 . 23 Régulateurs de type shunt
SYM60lE (DIOOE STABiliSATRICE PRQORAMMASLE)
Les régulalems Illégés de type shunt se présentern sous
forme d'l.IIle dIOde leœr dont 00 pourrall régler la IllIlSi:)n
lener de sortie,
Le réo'}JalW' p-ésoote l'avantage par rapport allX régutat8l.rS
séfle d'être mens ~b!e aux StJ1erlS1OOS d'enlrée, el ne
f91I'(jje pas de C<lOra'lt de charge trarlSilOl'e Stt l'aIiTIoolatlOfl.
MOO' --B~>I--calhode
Référence
SCHËMA FONCTIONNEL INTERNE
•
~9 . ~] 1 Car.lctéristiques technologiques
données pm un LM 431
• Vft! : ré!éfeoce l'(I/Iage : 2,495 V,
Cestla lerlSIOIl de référeoce.
v,
• V00. : variation rn.ru-nale de Vrot aveç la lempé"all.r8 :
11 mV,
""_
• ---.!!: in/luellce de la vanation de Vroi sur la variallO!l de
MONTAGE DE BAS!:
v,: 2 mY/V max.
R,
• 1... : courMi d'enlrée 00 la référeoœ,
'.
R,
f.... = 4 t»\.
• 1,I<00I : courlllll rr;nimlm dans la calOOde perrrattMl1 au
montage da fooctioMer 10in"1= 1 mA.
"
v•
R,
• r, = t.V, : résistarœdyr.amiquedeSQrt.er, = O,7S !l,
",
lv~
CQ~PARAtSON DES CARACTÉRISTIQUES
MONTAGE DE TEST DIODE:
STABIUSAllUCE. DIQ[}E ZE.'IER
AVEC UNE ZENER
'.
''''
R,
•
t
'.
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V.
R,
- '.
V,
v.
"
V,
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Iv.
"
'"
"
"
"
",
TL 431
""""
Z__ 4 ,7V
, , , •
V.
5 VoM
".
w. ~3:' Utilisation
Ces dode:s pevv&'lI &tre BI:!plcJ6es dans IOJS les 1llI)'lt.ages de rélérerlœ de lensm Les ~ l1ment diI'IS M flOIJ:es
t~ des aqjcalJOnS ~es.
EXEMPLES
. ".
i
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1
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R,
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R.
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UonI\8tion .., CO\nII
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TOOI36
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R.
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,---
f
But6t de c<u..-.t
m Ol.16(LM 136)
'.
R~
,.1
'* ""
1. ..... .. -
R~
R.
•
'"
40 Sources
de courant
SOURCE DE COURANT À mANSISTOR
,,,
,,
R
Une source de courant est un dipôle actif qlli fournit un
cruranl dont l'intenSIté est indépendante de la reslStar>œ de
Vœ
,
,,
R,
,
le
,,
,
, C_
,,
'
?:J "
charge.
1
-lO . 1 Source de courant à
(,"
. ~
"
R,
trans istor
la coorantlc dans la charge en indépendant de Re el ne
dépeo:I ~ (le Vz et (le RE
SOURCE À M IROIR DE COURANT
Monl~ d e base
1,
R
fE-VIlE
~
t/ ' V.d• h,
40 . :2 Source à miroir de courant
40. 21 Source de base
l'entrée se lait SU' T,. ta sorte SU' TI '
Il'' 11(_'_')
""(1 _1),
1+ fl
P
1
SOURCES MULTIPLES
/2 - 1,
l,
l,
2 l,
R
',,,,,CEdeT!
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"
tE
-
r."l20kIl.
1
RéSiStance de sorhe ~
R
"
"
"
h
J
'"
Pro mettre en œuvre lIII tel gMératru. i fart prenli"e oes
trilllS4Slors OOrtl!!! SlJ!ace de l'émetteur 8SI ffllbQl!e. [)ans
le cas de montage en è/ér.leI1ts tiscrets, nous prEt'iQ'oos un
réseaude transistors str même substrat
MIROIRS DE PRËCIS ION
Miroir amélioré
Miroir type WIlson
l,
40. 1.2 Sources multiples
11
=,,(1 -%1" '"
Le tranSIStor T3 rrnitiéme:tellS se rencontre beatlOOUp dans
les structures intégrées: CIl fOOOtage es1 il cb..i:lIe éme:tElll'
et possèdtll.l1 rourMt de coIecte\l' :
Il ' 21,(1 - %) '' 21 1,
"
• 1~ .. 1'('- :2) "' 1,
• r. - 'œ
•
r. '" rCE'~
'+O • .l Source de courant à ALI
SOURCE AVEC AU
R
On ce montage /- Ml! COil5ldéié arrme rU,le aulIJI/E
es! Wpa VI' Vçç , R.
v~
[ v,
"
r
'-:::
•
v.
'"
R,
SOURCE tA AVEC Rt:GULATEUR DE TENSION
·m•.~ 1 Source de courant à rég ulateur
de tension
R,
C,
/..,. ét.a'll CQ'lSIIjft arrme Ilégigeable :
40 • .l 2 Sources à diodes
programmabl es
'2"
D,lJ1 F
,W
LM 134 MONTAGE DE BASE
,
• V.
v'
l es lM 134, 234 et 334 som des SOU"œS de c(uaI1t tillIS"
tables. caraléllsées par ltl!I plage d'utlisaticrl ~le el
pr~ par ltl!I réslsta'lCe ax:eme. 1 es! à J'l;ll1I ~
~ couranl de $OrlH1 8S11res senStble aux viI·allons de
t"'lJOéawr..
"
R~
V-
,~
(DcInnM conslrucleu)
_ V.
40 . 4 Caractéri stiques
• la dffér&"Q! VI' - V.- PI!I.I1 ~ de 1 à 40 V.
SOURCE Of COURANT CQMPENstE EN TEM~RATURE
v"
,,,
• Taw: de régLèt.oo dl CO(tanl oe 0,02 "foIV.
• ProgrMYTllltion de 1 ~ à 10 mA.
• VIIrIal.oo da 1.. tflloncto'l de la letI1létature 1" 4 ").
"
-_.
Le rapport el11re R , el R ...
M t choisi pour obllll'lir une
;J
V'
R~
D,
'.;/.. : ~~ mV,
"
•
v,.
poIlT:T._25*C.
BROCHAGE, VUE Of DESSOUS
• Proporu:maité par faIl!XI1 à la tempQ-a:tr&
T
l'':/' ' T'
,
Tet T. ~ III ktYMs,
V·
T046
R
~~~ v-
V+ R v-
T092
U
,.,
4 1 Sources
et tension
de précision
REFÉAENCE DE TENSION A DIODE ZENER
R
R
On utjse pJtJI cette loncboo des élhT61ts (le stabiisat:oo 00
de régJatioo.
41 . 1 Référence de tension
à diode Zener
la ter,SicI1 aux lXJmes de la Ii'lde IV li constitue la IOOSlOll
de référ€fœ. Celte t8CiYliQue est peu satisfaisante car les
valiatoos de COlfam d<IlS la docte stal)iSatoœ P'0'I()(JleIlI
uœ ooar de la tension de réléreo::e. On uIiise géIléralemEw1l
un générateur de cotJanI à trarlSistor qui mrtnisa l'inlbence
de la résistanœ ctynarwqua de la diOOa Zener, et ré<1u.l la
var.atioo de V, .. par rappoll aux vanaliOllS (je température
glace au cœffiCJe'lt de l~atL«l posit~ (le la diode lener
Qui équilibre le coefficient de température negatil du
RÉFÉAENCE À DIODE ZENER ET SOURCE DE COURANT
'.
R
Q,
t"
'e
~t
'"
41 . 3 Sources de tensions
par diodes programmables
1
R,
,
SoU'loot réalisées par des régulateurs de type s~unt, j's
Pour un courant (l'utilisatloo (le faible in:ensilé, on peul
stab~Lser lJ1e soorœ de tenSIOn a l'aide d'Urle <iode lerte(
themlosla:ée!lM 199) et (1'00 AU. l'emploi d'u1 tampon
pe;rnet (l'otlterW n'imporle que!e vale\J œ lenSion rég.Jée.
Id. un gain œ 1.45 ootermné par les deux résistances de
2{l kO et de 9 ka perme! d'obtent lJ1e terlSlOO (je 10 V,
• Cœffic~l cie tem~nn: 3.10"6 %tG ,
• BruIt: 20 "V ('lm effiCace)_
• StabUlé pot.Il ((() helXes 20 PP'JI.
l"
V6E(l':;)
R,
pDSSèdent Cllf1runement les mei'leures caractéfistqlJes en
tooœ de précision et c\ériI-e 11'01" stal::isation. régoJallOO).
41 . 4 Sources de tensions
à diode Zener thermostatée
Rœ
""
MU LTIPUEUR DE VBE
EIes sont su:t00l uliisées dans les mMtages I1tégrés et le
rntitPletx de VBE. la swœ de courart est SOIJ'ieIll réalsée à
l'aide de rrwoirs de <.:OIJ8Ilt.
V... ~ Vz. VIlE tG»
1
Q,
tHlflSl stor
41 . 2 Références de ten sion
à transistor
"
'"
SOURCE À DIODE ZENER mERMosTATÉE ET AU
,"
, ,
,,
,,
,,
,
,
'--
'"
LM 199
,
,,,
,
,
-,
,
7.5 kO
'f'fl: l,,,;
,,
,
:,
''
,-
'
,
Stabil,sateor
RM.fIOC"
""
, ,
-
,
, "" • ,"
•,
20 kO
100 )(F
".
42 Convertisseurs
à découpage
MODULATION DE LARGEUR D'IMPULSION PWM
En ~ n n n
);:\"
de.
les o::nertSSfU'S il décnll»ge sont c::cns:"Jès (j'III tr.sr·
l\(lttIlr jtrwisUJ) et ~n
des afrleltatons (Ji
possèden1 un très bon rer.1emenI (Sl(Iétieurs au r8f\Oemetlt
des convet1ISSell"S séna) aIlSi aue da$ 18IlSIOOS de SM..,
~ ,la 1!IOS1CiI1 de sarce 00 iscêIs de la SOU'œ.
rIO
'
i hJ',------', , , "
..J2 . 1 Variation de la tension
de sortie
I ~, t
La variatiOn cie ta tenSlOf\ de sortI!! de CM montages est
()btenu~ glace i
•
1
t
1
•
1.
une commande en PWt.4 (Pulse Widlh
Mc:dJIalor) ou mod.Jaton de livgeIt d'tmpUI$IOnS. POtI' la
~ de ces coovert.rsseI.n, la ta"ISIQn est asSEf'llt t lf1!!
La modlÀllOI'I de &arga. d'omputsion ae caracll6rIse par 1
une Y8Iiatlon de la vaIIu mo~8I. " du SIgIIIII
E·
18fJSK)fl de r6Mreoce.
CHRQNQGRAMMES ou MONTAGE ABAISSEUR
42 . 2 Alimentations non isolées
de la sou rce
V·l:f-,d
'd
,
t
42 . 21 Montage abaisseur (Slep Down)
SCHËMA DE PRINCIPE
,,
•
y
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"IR.
r- ï
-: ~ ~E Coo .......
!
,
,
,
Tension de sortie(V. l
LI",
V·
~
T
C ALeUL DU CONDENSATEUR C
CALCUL 010 L'I:>DLJÇTANCE L,
eo_
~SlYt ..
"
"
,
V, O~ j
Modèle de la sort~ par
rapport aux variations de Il
&1,.0.41,
•
~
I1'E
c
l
.§. _E_ V..
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l,
L . 2,5V.. IE- r..l. r.
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I... E
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'1'•
4V. ~C
r
•
CI
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t
' T
... C~ .I~.'
4 ·.IIL
~ v. lié pw caIW dei! <ha-geL
'"
42 . 22 Montage élevateur (Step Up)
CHRONOGAAMMES DU MONTAGE ËLËVATEUR
"
~~l ±:::I'-::LI-.LI-.LJ
' I- L,.
SCHËMA DE PAINCIPE
, ,.
D
/'- !"
riE
,"
"1 ,
~
~
,
'.
.
,
R.
,
C
• :
'.
•
.
Expression de la tension de sortie V.
'~ 1f-------­
E.I",
[V"" - El
~/L - - l - l
·/ctl
V. - E(t + ::).
'::ll====,~====f-­
Elpression de 1_ par rapport à IL....,
En CO!lSidércflt 1.11 rendement (je t 00 %
P~ ~Pw
l\..'O~
-
A
'-
V \ :-l
IL_"'I.E " 1
....E!t + ::)
courant constant.
0
•
CALCUL DE L O[r>;DUCTANCE L
CALCUL DU CONDENSATEUR C
Modèle utilisé pendant 1",
',1
,
C
Î
.... '.
Modèje uti lisé pendant t",
,
à j'entrée
/.-'.
-
"
-t'E
C. _ /• ...,..T1V. .... -E)
"-
~ V. o V._
42 . 23
•,
La conslilllie de temps du circu it R""C est sullisamrnent
grande pour que la charge et la décharge de C se lassent I!I
E
1... " lu"", ' V
-l-·w~
•,
,. -M,
E.I..
"
M L =Q,4/, ....
l" z,sE(V_-E) or
'_ov_
MONTAGE INVERSEUR ( INVERT)
0
•
\.,1
lE
,
~
~
~
$-
f OllClioo .......... fi ttnlion <le SOIIÎI
'.
o... o. cu, la Chtl!JO IR,.) fil.
......... •• ,t j...Il. di...:teMfftt
t
~
R.
<Om<otOn, r~ ..t
l"
'-""
Ir""'''''
.... I I I \ ! _ cio r_"",. Lo
v __ f ol .
..
T_I .. o
".
42 . 3 Alimentations isolées
,•
CHAONOORAMMES
de la source
,. ,
-r-
4::! . 3 1 Montage de Iype Flyback
r
r
SCH~MA DE PRINCIPE
'M
1- l '0
Î
•
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•
•
L
•
". " .:
Il . ~:!v,
CT
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II
~
.
c1
Lf
.
m
2 _J LL1,
m_N
N,
Prinçlpe de fonctlonnement
• Peodanll.,." l'énergie est accumulée dans le transfor--
mat€U' roté ~tfée .
• PMôivllr "' . • est reslJtuée côté d\a'ge.
"·l'l b D [
•
l,2L12
"11-----
1""
1011
V.·-·-·V\~m- ·Vl·
Calcul de 1"",
':.~ ,•,
CAt.CllL DU CONOONSATEUR
CAI..ClIL DU TRANSFOR.\tATEUR
. ..-'.~.... I.
1
'•
,
'.
•,
•,
•,
,
,1
'1,1 I",~ v../ r,/
. - , -. -
'"
......
•,
"
EljlI'Hsion d. V_
En $I~( III re:ideI,i8ig de 10010
NIl..
Nil".
,
v.... r.
'-' -"".
'.. ;;;0,-
Su" 1.. , en considérant la
CQI'IStante do temps
R",.Cgrande
••
'~I
l
C
'y
' •. 1.
.... c.
~v
1, .1..
c•. -~v...
•
•,
'"
4:? . J2 Montage de type Forward
CHRONOGAAMMES
T
'IF
SCHl:MA DE PRINCIPE
"1
v~
m~ _ N. _ fT;
N,
c1
c1
c1 •,
n
n
0
C- •,
c1
c1
c1 •,
0
{L;
Prinçipe de fonçtionnemenl
• lors 00 la phase 00 conWctb'l de T, U",J,I'éIlerwe est
transrrise li l'i"duc~ (j'accumtiatioo L et à la chw'ge.
• lors de la p/lase de t:tIcage I~ . du côté chw'ge. l'in<iJc·
tance L 'writ r€l1€igie néœssaJre à la cM"ge par D2.
l·énerge QLi a sem à la magnétsatioo Iii transforrnatell" eS1
évacuée par l'enroo.>>em:in! de dérna!Jtéhse!loo NJ .
"f
"f-O
t--_ =
Tef\sion de sortie V.
(
,
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c:::::;;> <
"
CALCUL DU CONDENSATEUR C
~I,
f =L -
"
'"
DIv. rh L=[V•. ::-V.)X
"
c:::::;;>
Vv.:Et========================~:,
CALCUL DE L ·1NDUCTANCEL
,
=
•
En SlJpp::lmle reroement égal è 100 \\
Nz
Ion
V.t N, V~ ·T ·
M~e utiksé
c:::::;;>
avec ~I K 0,41, .
:~
ci
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'J:
A
"
li calcul est le mime que pour
le rnortIIge IIbm!'•.
. _ - ' =4
'.
,. _'_ .r.~r,.
~ v,
8
~v. W PI"" iii caIôor 1Its<t.orva
".
42 . :n Montage de type push-pull
FonctÎonnement et tension de sonie
MONTAGE TYPE PUSH·PULL
t
~ trartSlSlor est lTtI:S en CO'OJc\(fl atematiYement le
démqoétsa!oo s'afleduo iJUlCfI'~ par la rr.se Il'I
cordxIm ru !rWISI1:l ~
•
Il
D,
•
t
R<t> j
C
•
•
l'-
•
N,
N,
j
42 . 4 Choix des convertisseurs
Nous ilions dooner des crtêras de c:tIoix petr les aIiJWI.
ta101S lS(lées de la S(Uœ, Pott les failles 0UJSS.n::eS, le
type Fttbad<; CJ.I est très SJIlIIe corMent Irès tMen. En ce qui
COI'(eme les lortes PY~. le Forward et le push-po..il
"" ",,"'' '.....
CHOIX DES CONVEATlSSEURS
"
Mk-~~~~~r-~r--.
42 . 5 Caractéristiques
technologiques
lBs tra1StamaIBUrs el ~ WIS6s SOO1 il: base de
noyaJllries. 0'I1IIisse \Il e1treltr d1I'IS la l'tr)'aJ ptU auom&'1terla ~ des l'dJctances et 6v,ler la salJfaXn
l'induct(l(c€ de lissage IL) dOiI être déterminée ave SOlO
peu' ~ l'ondl.da\JOl'l du COl.raJ'lt Si cette oodula:acrdI, l'ma atJTIIIltella vaIar ciJ CO',delisa'JU de SOIIIe
81111 ooew.e pax CJl'i SIJRlOf1e III vaIetr ef!lc:a::e de ce
O'après RTe,
P{W)
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COU/Mt
Le CCI1densal&l1 de soM, du fill! de $èS Icttes ~aleu's, est
éIectrci',~Je i1Unrwn type 1à Iatié résrstne sme
42 . 6 Commande des régulateurs
La com'l\iWlOe de te genre de règlJatlllKS se lilit dans la
~ des cas par d8s cm.I\s f4IéoM9és ~ 1107 Nm'III
~tIlr,
ru l001·sp~,
Le tabk:au ci·contre donne les cirCUits de National Semi·
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FONc nONNEMENT DES RÉGULATEURS À DÉCOUPAGE
4:1 . 6 1
STR UCTURE
Chronogrammes
Montage aba;sseur
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CONVERTISSEURS À CONDENSATEUR
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43 Comparateurs
de tension
COMPAAATEU~ÀAU
Ces comparateurs donnent le résutlat de la compara,son
entre OOUX tenslOrlS
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V,= t V... .
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V, :- V.. .
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La S(Jr11e COOlrrMe de Vsu' à V lorsque e passe par 0 en
Caractéristiqoo eotrée/sort.>e
lit_
V. (V)
clécroissant et de V, .. _ li Vw. IOfsQue t passe de 0 en
• VI01
crOiSS<l1I.
----- r - - -- -
43 . 1 Comparateurs simples
Les comparateurs ~ soot réa'1Sés avec des AU 00 par
des COfIlHateus spèciahsés. Les rompwate\X5 spt'oaisés
(Lf 3\ 1) sooI recoomandés dans les cas où ll1E très g,'anœ
~ d'Mirée
am qU'I..IlI€tnj)S de rép:lnse!rés CClXI
COMPARATEUR A HYSTER(:SIS
sont 6emandés 1< 200 ns).
~-
R, . R 2
R, + R 2
43 . 2 Comparaleurs à hystérésis
Ces ~ateurs également appe\ê:s • TriggIY de Sctmtt •
r.ermett€l'lt \Il cIécIefIctJemoot SU' cIeu:t nrveaux dilféf&llts en
fo'lctœ 00 sens de varialoo de V"
Ces ~ratl)Urs SM'eI1t à faire de la rruse en forme. de la
détecboo de MœU (grâce à la forte l'IlffilI1té au bruit de AV )
aM que cie la créaliOO de retards.
Il eXiSte des Triggers de Schrntt lltégrés en tédloologie m
et CMOS (vCi" le chapitre opérateurs spéaaux).
43. 3 Comparaleurs à fenêtre
Les comparateurs à lenêtre permettent de ~aliOer la sort~
lorsque la tension d'entrée eSI compnse e11lre une ~lIlI l e
hallle (V cd e1lJle imte basse (V'L)' Dans j'e;(emp!e QLi Slit.
le rompara:eur est coosûtllé à l'aide de deux cornp<ratBl,lS
sproalisés LM 311 à coUecleur ouvert, ce qli p€rOl€I de
créer LOO IogKJje de sorbe il l'aide des résrstances de ~rage
(Rll et des diodes (D" 0 11.
VI) VlQ.. OIJ VI (Vn..
Vl <V. <Vll ·
ls $001 esse!1bellemenl Uliisés poo.r de la délectiOll.
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COMPARATT'URS INTÉGRts
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200 M. la struC\Jfe de $ort.e de ces
montages est très sou~ent IJ/'I translStCf
à coIiecteur ou..-ert.
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• Al!mentatJOO: + 15 V, -15 V
• Garant (le pjansatlOl1 ' 25 pA typIQUe
• ~1 d'oftsel 5 pA typiQue
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J, d Sl)",,; poor v.. ~ 10V; 40 mA
• Temps de réponse, 200 rts lypiQJIl
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Carnclérisliques
technologiques des LF 3 [ 1
les li' 311 SOn! des LM 311 il entrees
FH 4s p:lSSoèoent 1.1'1 coIIec1tu 0lMlrt a
•' oc
Comparaison par rapport â 0 V
et des temps de réponse ;nfér,€urs il
V,~V~ .. saOO.pw'M .. BrrA
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Ces comoarata;rs se caracllinserll (pa,
rapjlO!1 aux AU ctasstqUes) par lJ1e très
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0001 CoIopIrtlOl, 0001 Op ......... : _ _ ..... 01_
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44 Multiplicateur
de tension
DOUBLEUR DE LATOUR
D,
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lk1 ~tetr de [ef\SICW) penne! d'OOIn lI'I9 haute temb1
ro:1li1ue 11 parti" Iftfle basse tensu\ altemawe.
(
1
i' lN4148
!u~
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C,
44 . 1 Doubleur de Latour
FO!1,tionr!ement:
$u" 1'aJ:€I1'Iar"œ POSltr.<e cie UM.1a dode D, carliI. li r ..
UC1 g U_ ,
lu,
u.
lue,
C,
47 nF
47 nF
f,
SUI l'alternance négatl'le, la diOOe 0, se blClQue,la dicme
3T
D1 conduit el 11 t .. 4' UC1" U..., penOO1t ce temps,
le condensateo.r C, est resté char~ el a gardé .. U.... à ses
bornes. La t€l1SlOO de OCI(!le U, " Ue• • Un" 2U_ ,
Grancle~1'$ caractérlsllqllts:
U, ,,2U ...,
U.. =2U_
UC1 " U C1 " U....
(U", " l€!lsion
DOUBLEUR DE SCHENKEL
nverse des 00des.)
44 . 2 Doubleur de Schenkel
FOllCtionoement sur l'alternance né9ative:
o<t <
f D, "u_,
f
ttq..ée, 01 coo:Iurt, Uc. sUt UlIS, à1=
UIIl
CI CO/1se1Ve sa charge.
T
3T
- d <D,I:tqJée, D1coM.il. UÇ2 SI.it {VAS - Ud.
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47nF
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lN4148
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pour! = "4: Vos =U,.... oooc:
U... " 2U ...,
UC1 " 2U ....
44 . 3 Multiplicateur de tension
L'assoclabon de plusieurs doublrors permet d'ooten~ un
mu~tetr de tensœ.
Grandeurs Cilractéristiques:
U. = 2nU_
um ,
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,
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U~
f ~ f ~ lkHl
MULTIPUCATEUR DE TENSION
C,
C,
C,
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f\
u•
c,
Uc1 :2U ....
n " nombre de celiJes composées d'un condensateur et
d'une diode,
u.
U,
'U_
Grandeurs caractéristiques:
U, = 2U ....
U C1 = U....
ru"
Chrooogrammes
U (1)
D, et 01 SCKII tj:quées. CI conserve sa c:mge
elU(:2 = 2U .. _
D, 1~ 148
•
1
C,
6U, ....
c,
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45 Montages astables
CARACT~RISTlaUES D'UN ASTABLE
'Vœ
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Ln mool2ge asrabIe 8SI li) gi!nératEU lU!oncme. dMooTanI
une t8l"l5i:ln reclal'lgl.ère. péOOdqJe. tMtJMI entre deuJ
é1ats i'lStables.
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Aslable
45 . 1 Astable à ALI
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t yollJlion de VMI :
V, • V,UoI +Rie <IV //II/dt
• V, < O. Vs " V.' C se cilarge il travers R" VMI augnente.
• V... " Vc. VI œ.wl posruI, Vs. V~.
• V, >0, Vs V.,C sed{r:h.:rge i travers Rh VAlldécrol
• V/,II· Vs. dew!nI~.
V~.1e qde recom·
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Cl'ironogramme
v,
ASTABLE À RAPPORT CYCLIQUE CO.\IMAND~
_......... Sj r. . .
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45 . 2 Astable à comparateur
ASTABLE ACOMPAAATEU~ RAPIDE
v· .. sv
rapide
Ces astilb es permettent I.WI foncllOt\llel'l1ellt superieur •
tOO Id-Q:. Le t9l1llS de lTO'lIée el oe descente wsql8I da
sortie V. est de 10 ns enwon.
R,20 kl"l
R$lkll
C,
1200pF 1 Ra1Q kO 3
t.
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45 . 3 Astable avec le 555
.',t-
R,
20 kil
ib.
• Borne 1 : masse
"'"• •
~autempédançe dOrlC !lès senSible aux parasites. Le
déclenchement s'effectue sur le ('0111 descendanl d'une
IfTlptislon. c'est·t·dire que le rMaU de repos eslle rweau
~atll Le sa.1 de dèclencherr.el'l est i!gaI t 112 V.... SOIt
1/3 de Vœ I~ la borne 5 n'est pas ut':SIle la len510fl
de réféter.œ II1t~ne peut être modifiée en ~1ssar1t SI.II<!
borfll! 5.
• Borne 3: sonle l'étage de sorl>8 ut sé permet des
COIKaI'ts élevés (200 ~ iIUSSI boen au M'eaJ bas qu'au
...,"'"4: lemJse zéro. r31SI>Il son
m
,,
s,..""",
R,
.0-
"
l- ,
R
,r<~
.--'"
.0- Q - , ,
,
L_ s
,
,
.
,
'"-'-==-'""
"",.,. ,
,
~ l VOH-VCC-V...
En
de
impé<lance
reia1lYM"lEllt éIeYée. i est ronseiIlè de Ielier cene borne à
.. Va: lcrsqu'eIe n'est pas lJliSée ail d'~er œs dédIr1.
• Borne
1"
.
45. 3 1 Règle d' emploi du 555
• 80me 2 : dêc:IenctIè'nen. Cette borne &S! ~ en!rée à
R,
39 kO
à
;;l;- f'~; --:11
15
t-;.:. :. ------:. ;
l VOl '" Vo...
(')
NES55
,
cœments pa-a$lte5. EIe permet, lorsI:JJ'oo klo appiqIlIl lIlII
rœ:ne
len:51Ct1 i1féœtre à V9E • 00 ~ I<! capacrté. En
temps. efe riIIT"II!M la blstaOle itteme en po$IllOO de lepos
c·est·à-<ie la sortJe à l'étal bas.
• Borne 5: t€tlSlŒl de rélérln:e. CAme Inne permet d·.,,·
pose!" la tms:lOf1 da réléft'fICE il raide d'ltl C>'Ct.it a:lérlu
01 peo.;l alf)Sj faile vare-Ia durée de la t~lIOn (modu·
iateu de iMgeI.J d'l"J1lUISiOIIS~
• Borne 6: eoIrée 111 C()I"Illafateu. Perda'1l1a charge ru
cordensatlllS, poli de très fortes va1e!Js de R. le COJt'Mt
d'entrée peut ne pas élie oégtigeabIe <ieY&lt le CO\tant Os
dwge el 0Cmer .. è ..-.e Mes dlnlie caIcU de la tEl'J1Xl"
/UlI)II. 01 ne pIIUI ~
, poli la rés.s'.ne de cI1iWge
111 cOlidellsa1tU" R,.. 20 ~fl
• Borne 7: cl6ch<rge du coOOensatelf (COIeCtax OINertj.
• Borne 8: alimentaoon. Le CIrCUIt toncbOMe Os ~ 5 V Il
.. 15V.
Ne
.'"'
, va:·$r
r.I~·c
,
,
'. o.
, '----c',-~=
1
10 1 0 0 ' '"'
1
. r
1/
va:.'~v
"
10
' '"'
".
45 . 32 Montage du 555 en astable
Si l'en raie l'entrée de dédntlenl:tJI, ~oche 2, ~ la trocœ 6,
1'1)..5 ao.alS réœ;é
ASTABLE AVEC 555
v••
.. V cc '
un rr'01Iage astatle,
-,
• Dét6mIlatioo de ta tréqueoce cie sortie.
r
R•
•C
R. "1 1
"','
. • -'fS 555
,. , ,
Cydodt_ .. _ :
ASTASLE AVEC CIRCUIT LOGIQUE CMOS
00"
• Temos!le mootée (je V, : 100 Fl$,
• Temps œdesœ!1tB de V. : 100 ns.
• Alinooté en t 5 V, Ie 555 est totalement COMpatible avec
la logiqIJe m.
• Mel1re 1JI coOOensaltl\.f de 1li !O nF sur la broche 5 p:xr
éliter les ~enchemeflts imempest1s .
• l e COtI"ant consommé S!X l'entrée se~ est de 1 lIA. ce
QlI détOOli'le Rf:IJA C (R_ '" 2 MO).
• Le NE 556 est CCOllOsé (je deux NE 555.
, u h-<
•
•
v,
•
R
,
v,
•,
ASTABLE AVEC CIRCUIT LOGIQUE TTl
45 . 4 Astables à trigger
R
45 . 41 Astables à trigger CM OS
(4093 ou 40106)
Pour obten'I un tonctionnement en astable des triggers
(fi(;ue ci-contre), i lauI V, '" Voo ,
..,
c.,~der~
Voo
Dl,
Vil
Viii
'. H 110v hlv "
v,. IV)
vl (Y)
...
IOYhl V
Fréquence en fonction de Re
•
T V.
m
lie
$"17414
V,
V~
0,22 V, l _ _--'_
-
V,
" " ',' "
"" •"""
u
•
c
u
c
1 000 "F
100 ~ F
Expresskln de II Bi 12 en regrne permanent :
"'Rel.(::)
.. ""'_... """ v~ • M v.. 01 v~.1/3 v""
O,9V
F' 1r~""V.(1)
R: compris en1fe
330 (l et 390 (l
'"
0 ,1 ~F
TzZ RC I.Jo(Z)
0,01 ~f
45 . 42 Astables à trigger TIL
(7414 ou 74[3)
Même swctur€ et ch~ IJ./Ql toc/'idogle CMOS.
.~~~rrrr~~rr~ F
1Hz 10 Hz. 100Hz 1 ~Hz. 10kH,zlookHzlMH.
'"
45 . 5
AST,\IlUS À POII.TI-..s LOGIQUES
AST"8n_~ A CIReUT lOGIQtI.C\IOS
[ j , f j • =[,
R
,
1
R,
'v,.
""
-
-hJ
~, 2 -
)'
,
1
1, .. r . · RC~ft
1
1
(H"" .VIII )
1'", _ 1'",
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i
1
1
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1
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1
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~
',,, r,=IR,+ R,) CLft 11.
t.SoIOr_
"b=:"
-,;- .
,
v.
-
R
•
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1" ' :1· ,- '
1
'"
R,-R
'œ - '
R, .R,
,~.~ nego ~
•
l"
n, 1
R, +R,
\STAIILL'i" (lIKI ITl OGI()l E lTl
&e~, •" • ' •
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•
R
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1
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1
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77
"ut> .... dltanm..tor p(U v"' .. Il';'
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77
•
1-
1
R,
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.... pOrIM CMOS IK Il! oeool3
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1
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77
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Il' >-'~~· "~~~/" .
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1
1
.. ,
r, ,, RCIov. [
,
2VOO-V1o VO,]
v
"""
v,
1.
1
_
l,_Reloge,
""
1
.
1•
[l'co< V+v, V· 21'0.1
,-
l, - 0.118 Re
v~
v,- v.....
'~1,·
', '
Re
1
log,
"
1
.,
[1'", +1',- 21'01.]
v,- v
O.geRC
1
1
r,_ RC Iog,
""
r.•
1
.-
[2V",,-V,oVQf,]
v v
l, " . ,2:SRC
,
'"
45 . 6 Astables à structure
intégrée monostable
ASTABLE A BASE DE 74XX t 21
,
A, (3)
IA2 (4) "
45 . 6 1 Astables li circu its spécialisés
TIL
8(3)
• Emjl(li 00 121
>
a
R"'~IC . I'~I
V,"1 ,5V.
1 est important que C..1 ait eu le temps de se dèdlarger
aV8llt qu'lJO€ flŒJVelle p/lase de charge commence. Ce11e
dédlarge s'ertectue au travers d'une résiStance l'lIerne de
valeur 750 n. Ceci roL.it \tl6 concition SUf t1 :
/2_:> 5 x 750C OtI _
• Emploi cles 74Xl(122 et 74:0:123
Galctdde/ 1 et t2 :
( 0,'(
T C'
1avec
'- m
IR.IC, (11)
IVo
""
Chronogrammes
v.~: l:n',X;d m Imn l
v, ~
00!l pokYisé.
RIO! : résistaflCe extérreue (kO).
CM: condensa!w extérieu Is:f).
/IOTA, 7411C123 el 74HCT123 : t 1 .. 0,45 R"" C""
74LSt22
:t, = O,45RO<ICOtl
/,: ns ;RI'I: kil; COtI:pf
/1 .. 20 rIS /pas contrôlable).
Pour plus cie prOCisioos, se r!lpC\1er au dla;:Ir.re l'Il()('()S~,
T.. 20ns ~t \,
45 . 62 ASlables à circuits spécialisés
CM OS
Ces cW..n1s sont corn.tS r.ous la dénOO1InatlOn 4525 et 4538,
le passage 00_astable s'effectue atSém€nt en reliant l'entrée
B à ta sortie O. ramée A étant posiliOmée à la masse el
Inl
1
1
-
_________
v~
-- ___ --0--
ASTA8LE À 74XXl22
•
•,
V,_ l ,S V
v,, ~
Ct<! polarisé
l'entrée Clear positOnnée au ... V00'
"
R, ~330 n
Iv"
m
K : constante fooctIoo du cW.it.
74LI22:K = 0,28
741123' K" 0,25
R.,
CO"
t1.duroo œl'irTlpWioo 3U ni'l'eaJ haut Mins),
1avec C...
1
1
'," KRu, C." 1 + R...
74 122 :K=O,32
74123 : K" 0,28
o Il)
74121
t l=RmC~l.n12J
Il'' R, C, Ln [ VI)! _ V
1
,n
O~
NOTA ' le 221 est III cirCllt COITlJXlrtant deux 121,
Cal;:Uclel 1 ett 2·
VCfj-V()l
~
_________
_
.,
ASTABLE À 74)()('23
Vœ
, on 'è'!!.
, n
il!
',. "
>
> vm·l 1
~
•
RiC.
C.,
I~n
I~'
~
m +1) ".
'"
A (11
A, 1'1
~
8 e21
.8, (:1)
8~ ("l
Q.
Ra>
-
114)
J
R,IC,
4 5 . (i~
ASlables compost:-;
de deux monoSlables
Dans le cas des 74122 et 7~t23 po;1 poJ'lOl' contr/le" l-
-
et r: IlOUS rommes obIigès (j'ut isef 00.u; CIrCUIts en retro-
La durée de 'a per,ode se cak:ule en utilisant /, et 12,
calcUléeS respeclll'OO1enl il parl~ de R,C, et R2CI ~âce
aux lorm.Jes du chapo:ra 6, t,
ASTABlE A DEUX 74123
.,~
,r
-"-L
"'B ,
A
r"
,
-"- 0
Ô
R~
c,.
R.,
C., C~
C~
*c,1
R,
=}:C
R,
k
'"
2
45. 64 Astables ~ rewrd de phase
Le c,rctit Ioœliome oar j)opagaltOO deséla:s ~
le cI\'r'Iger<IeI1t d'état de V. j)~ le ~1 (j'é:al
de V, aoec t.rl t~ CIe IE:ard ègall! T.... Vi P'~ ,fl
~1 d'état cie v, 3""lC ~ ter-:os (le -etaré égal il T'"',
Ge ctm;,emoot d !Ital va u -même etl9fl!ldrer .e ctw~t
d'étal [je V. Nous a',tI1S \U s1lCCesSior1 (l'etaIS Il'iSlao1eS.
A$TABLEA RETAAD DE PHASE
,
,
t,·
t"
m
'"
• Fréq..ulœ de l'oda:a.w
F
,
rr~oo SI9fUÎ!Ie sorlle 1Hl1,
n flOrlOIe (l'étages ilorcérr.ent f1'jlil '1.
r'd temps de propagatJ:lrl d'une porte
lIOn, r'd est iOenltQUe que i10US p,1ssiooS (le l'état bas il
l'etaI tas ou del'étal rOO1 il, Hal Ms
• Dérrarrilge des OSCI!alH.YlS
Q faut conSKlérer les tfOlS ètages comme ti:a~l des étages
ar'~fiCa:~ à Ml!L~~:1OO negat,;(l et pI'-ase ,'Jéa,re le
brui Interne des compoS3ll1S sulfrt li rafe déma'fet l'osc:il-
.a:elI
• S:1b 19œi'oscMIdieur
Ge Q€O'e d'l)SCi\alcur 11".anqu& de SlabIIlti par r~ a la
terr,Jélallte el ne se IEUco.Ml sur les moI\lag€S que lOrs des
errars de COI'(;I)!)bon des cirru.IS,
,'.
,
"
00
,
,
11 •
.
•
,
,
•
,
1
T",,~ f(~)
T<Xl .. f (c.1 pacité de charge)
'
(~)
(ns)
..
~
'.
VOO~5V
"' CI.-~~ <Jl(lT
" "
~,
'"
'00
CI.- · \~ PF
->0
0
>0
>0
,"
'~
""
~
IlDO ~ l~V
6('Q
>0
100 C(pF)
46 Montages
monostables
Le nx:ooslable déirvre en sorlle lJlle ~1sion cailrée par ~
cjruil Re ~ lU est associé. Ceue impulsion est déclenchée
par 1I1 c/langement de rlveau 11 l'entrée l1J rnooostable. Le
ch!rlg€o1ent cie rrveau peut être caracténsé 00 fonction du
twe de ci'ct.it par LII1 c/'.angemenl d'étal, IJ\€ impulsictl ou
encore la détectlOO d'uo tr001 mctltant 00 descendant
L' irrllIJ1sion caItrée est appejée état rntable.
s.r les ~~ çj-cootre :
• le riveau haut ta"actérisé Pi>' T\ est l'état iIlst~,
• le niveau bas caractérisé par Tl est l'état stable.
Il existe deux types de mooostable:
• roonostabie redédeochable,
• monoslable non rOOéclenchabIe.
C
,
R
Q
",,,,,.
46 .1 Monostable à ALI
• Fonc:iorooment
t. lorSQUe l '~ d'€(Ilrée (V. ) (!ewlnt ilférieure à. O.
(e" < Vj), la sortie 00 l'AIJ basru9 et V. " V....
l Le concieflsatllU' Cse décharge au lfaverS de R et Ve tend
l'ers V,", ,
V", - R1
•
3. Lorsqœ Ve < R R m Vs ~ > Vd. 1',4JJ bascule et
Q
Com,
m.""
•
ROZ
T,
•
U T_
--'---+--!
MONOSTABLES ,"EOECLENCHABlE ET NON REOËCLEN·
CHABLE
Monoslable .e(léclenchable
•
,m'~jL~;n
LL_nL_~
Sorti~
,
svec V... - " V..' ,, V...
Si Va « V... :
To=RC l.Il (l + : ;).
• La résistance Rl seri à m;er IeCO!lanl de sortie cle l'ALI.
T, < T
MONOSTABLE ÀAU
, • D, c~ l"
"t
""
R
~
-
"~
r
•
D,
1·,
.
4. Le coro:lensateur C se ch<rge au travers de R el Vc teoo
~ers 1'..1', mais lorsque Vç " l'd, la tension se stabilise
(1✠à la diode 0, Qti se met à OOI\!iJre).
"
L
_
,
• Calw de la péoo6e T0
~q"Uation londarnentale de la charge de C:
dV,
V=V,·RC - ·
!
T,
la tensict1 à ses bornes V, = V001·'
,
Sort~
Sortie
Monostable _
Moooslable non redéclenchab~
ItOTA: réoolocçable 0lJ redédeo'lcI\able se dit en 3f931S rettrig -
"
MONOSTABLE
~-
R,
R,
R,
1
'.
.
m
,
-~tjc----------------------~
v,.
V
->
Ver\! V.. •
-1\''-- --;;7-"'-'------
v.
~G
-
V..,'
è--- - - - - -- ... VersV~,
46 . 2
MONOSTABLE À NE 555 (Voir § 45,3)
46 . 21
Monlage monoslable avec 555
FONCfIONNEI>l ENf
1" ttmps : au temps Tc, le condensa:eur est déchargé.
,
., - ,.,
,~
L'impu5loo de ~t (1611sion I1fbiet.fe à 11'3 de Vcç)
appliquée sur la borne 2 met le bistable interne en posilkm
• da"ge., ce IP bb::Ive hl transistor T;la sorlie est â l'état haut.
2' temps: le tranSistor étanl t1Io:jué.1& coodensateur se char[/ll
à travers la réslSta'lCe Rsek:tlia loi :
Vc = Vcç (1- e"riIiC)
jusqu'à ce que Vc ~t égal à Vror (213 Vcç).
3' tem ps: le COOIp1W'at9\K 1 charge d'étal el ramène le bistable
R
[C.hOI
46 . 23
~J
1""
'. ~
rC 1,·
~
'
L.
"'as";;)1 1
'.
•
1
..
·.
m
;e" i~
..
v
NE 555
c
V
~
-'ro,
~
--
~
C,
'- -
• • ,
2 NE 555
•, ,
,
""
..
R.
impulsions
"-C
, MVD,
leV 00ctwg0
'00'
'O~F
....
0
,
,
,
•
Vcc 15Vàt5V)
Entrée
'lo,
-
2
Modu laloor de largoor d'impulsion
~
'ro,
~
>.-
'.
"
R,
.ron
'lo,
>.- R
-
•
... tZV
,
')jlV(
~.
Délecteur de niveau
,.wR,
'.
"
.
"
1. .
W
1,.C
113V~
~
l,.
Ibr
Symbole
"
, "
:; mm --,
,
,Vc.ê
:~rn
, ,
"
l'· ::m
..
,~
!
~
~
1,
Chronogrammes
>.'"
,
!, l"
,
lJTlUSATION DU MONOSTABLE À NE 55S
Diviseur de fréquence
1
,>- ,," ,
o:n.-~'
r_1.1RC _ RCLlI!
..
R
(6)~,:5 <1>
Vc;çC
CALCUL DE T
AIIiniIuIbation
l" · . p-.~ ~
NE555 :
.... 1
t
meme dallS sa coofiguratro rliitala, ce qli entraile la san"ation
œtransistor, el la décIIar[/ll de C La SŒtIe passe au M'eau bas.
Le cin:UI esl rE'lerJU 11 son état tv:iaI.
46 . 22
•
,~
Entrée
'"
modulalion
- --,~
•,
NE 555 ,
, •
~
,
,
~~
•
R,
R,
Sort_
~
+;C
74121
:"'t_
,-
• •, ", ,, "
• • , " ,
"" " " n0 u" n :.....,.
, " " n u
,~
U
-
~
• " n u u·
~
Monostable;ll 121,35 ns typique
Mooostable /I 40 ns 1128 s
MOrlOstabie sans uU li satiol1 de R...
"œ
c~
.
•
R.,
R.
T: durOO de l 'impulsion calibroo_
T= R..,C.., Ln (2)
R.
T= [R ... + R...l c ... Ln (2)
T '" R ..... C." Ln (2)
74112 ËT 74123 MONOSTA8LES
BROCHAGE
SYMBOLE 74122
',,,-
A
A
., ,
JL
p- o
8
8
:~=
p-
c ."
,
SNSl1221J,~
1
1
1
S>lS4I.mlJ. (..
SN S41.S1221J< 1
."'"
• l
,r
0 ,5122
SYMBOLE74123
,
SNl'1nlJ."1
SN 7'"122:J' NI
SN l'loS' <J, "1
Rn _'O"''''''''
".
'l,' ....
". "J""
BlmCIIAGE
"
"
•"
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••", •
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•
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U
n
n
n
n
n
n
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......
....
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,, •• •• •,, •"
• ,•" ·•, 0, ""
,"" ·, "" 00
U
U
U
u
u
u
u
u
u
u
HO
,....
OrnRMJ:-A n ON DE T.
BRANCHEM ENT DE N, ET C . SUR LéS XIl! ET XI V
DURËE DE l.'IM PULSIO:>l
R,(kfI l.
TlrII!1YeC
R,lkfIJ, C,lpf)
C.I~ F)
74122, 74123
C, non polarisée
" œ
JOUI
(, < 1001
,~
1,. < ~. < .
,
h"J~,C,
1... 5221
C, < lID1
'.ID C. _ _ _
I < ~. <fa
H",
141t1
',t < ", < ~
lm,
c, .... _
JUil::!
JUIU
(,-•
I < II, < 2I!O
fI, c .o
' '''- -
IC':_
'00,2U,(. (o ~ )
R... /e ...
'-
R",IC...
Détermination 0. K
pour III 74LS1 23
,-
10000 T "' '''
Vcc · 5V
Tito . 25 <>C
,,;),
--- - 123
'"
hD,2fR,c, (, . ~:J
\
''''
ToUU,C. (1< ~ )
\
",
r . ~R,C,
O.,
,
0.3 0,4
0.5 O.!>4
J.KII,C,
LE MOSOSTABLE CMQS "~l8. 4~38
1
•,
,,
0
A
A
,
0
V
V
-
,.,
- . .
~,'
,
'.
...."
•
••
...
'Oo. f
"--_
_
"
'"
-
TI.MPORISAn.UR PR<X>RAM.\IABLE LOl'GUE DURŒ
alimentatIOn directe plr ft secteur et
possède UI1e sortie norrr,alernel'll prévue
pen la ccm:nande cie tria(:.
"",
, _ ,".. C..
,-~
Il e ~151e des tempOrisateurs program·
n\3bles klngJe lilée tel le SAS 0529 de
Senens cp..! œTIW!IlJ'II! plage de Plt9ai~
matai qj \la de 1 d 3t.5 h.1 p!rlIl8Il.11e
-,
Dlriedtn", . ,
p-20
.....
TAULE DE vÉRIn
•
,"
h...-,tj
r-
.....
BROCHAGE
, ..n.... p-Hl
,,_
J - ' - --1
21--= .,
l''' ,1Ni l'
SYMBOI.E .mll. <tlJ8
,.,."= ;0'
-,
-.
de C. pour les 74122 et 74123
Toua,c.(,. W,l NlerminatlOO'l
w
~6 . ]J
,ii ~
"œ
0,
'- T"
1" < ~, < ltll
1*-5122, 1415123
C, ~
74122, 74123
C, paiIriIH
-
...L---.JL. _
46 . 5 Monostable
à portes logiques
MONOSTASLE À PORTeS CMOS
",voo L
46 . 51 Monostable
à portes logiques CMOS
-
• ~ W Iooctomemeot
1. "«*UIt.de rJTljllJsm urnnlll, V, passe iOv,
•
2. VI passe t Ve:o. V~ passe aVe:o. V. passe • 0 Ov 0,
&
&
P,
•,.
~
R
V.
4. AV,,".
1
P,
1,
.
m
m
m
R, : rMaslanc8 de prolection
3. lecuideusatu se cIa'ge pal r~ de R~'à
V.- -, .
R,
Protection dee entrées des CMOS de la Hrie 4000
V.
T .PI basoJe el V. Ve:o,
z
S. V• • Vc:o. P, basoM.! et V,,, Ov, le alOdImateIJ sa
dIicIwge PlI' l'irtermMa..e de R tI'O'Itée ., pa'3Ièie MIe
R~ + R. (R• .rt lie la ~ectJOn CIeS enties des ~
b;QJes CMQS, n:emel.
• Calle de l'état l'lStabie
V.
T·RCLn- ,
V.
' 00
,,
,------- --,
,,, 1 R = 400fl D"
,'
't' ,' """ I ~
,, ,,
,
logIqI '"
,
,
•
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1 ,-- - - - -- -----_____ J
.,
.
m
-,,
,,--- ----- ------------,
n
T .. O,69RC
Viii "
Vœ
"2
•,
. Ir ~rgeJ est re~a:rvmeot inlpo(1ant. pour le réduire
nous poovctIS soo rédJre cie lilÇO'l irT1JortanIe R, (artentx:t1.
le COISa'lI mamotI admis dans D,. Dl et R, I!SI de rOl'!te de
1 mAl: srltCOJl1oQ'CU1~ Rpar ~ tixlermem paIaIêIe a
ses bornes (dans ce cas. attentJOn • ne pas déterUef la
" ,
,~
,
~d. R., C
SOrtle de PlI.
46 . 52 Monostable
à portes logiques TIL
• Le fono::tJ::memen ru rnootage est iCIeIllQJe au montage
COOS.
• Les lrrrtatlOllS lec~ soot Wes au ÔI'nefISO't.
roet'T'enl de R~. pOlI' pt'I.NOII' imposer \f1 zéro Iogque a
rnée de P,. 00.1 potNOf absabef 1II c:otmI: de 1,6 mA
peu l.I'le tensIOn de 0.8 V.
R<O.5 k!l
T '" 0,223 Re
,
MONOSTASLE A PORTeS TIl.
"Vce
L
&
~
•'.
m
&
P,
c
R
Po
P,
l',
.
m
HI-
m
47 Générateurs
de marches
d'escalier
ITÉRATEUR À MÉMOIRE
L - C>
1
V," - Vcç • D, de'lient passante, DI se bloque, C,
c,
•
•
- C>
0,
0,
IV.
conserve la charge précédente, C se charge qu~siment
ilslantanémell! à Vo.>
V." 0 1/, D, se tlIocp9, D2 devien1 pa~e. Cl se d1ar~
"'::c,
~
c
ob
,
1
•
'.'
"'e,-
quasiment iIlstanlallémenl V," Pour obterw l'ex press,on précise de Vet . noos de~ons faire ifltervenir la
consemltOn de la ctwgeO.
O"CVoc-C,V c .
C
V," ~ Ve "' - C, Vo:;.
o o
o G, ,
•
Les marches ontenues par cI1arge d'un coodensaleur ne
s001 pas très Iiléaires.
utilISe lM souvent pour rOOl!*
œ"e fordioo, des œsroes du type JK ru des comptllUfS.
POlI ces montages. cnalJ,.le ~ d'en:rée tera dJartgff
d'étal les tIascuIes, ce 'P pooœnra d'obtenir en sortie \Ile
lellSlCfl croissants.
cr.
o.
Nombre <r. ........,
••,
,
•
•,
,•
•
•
•,
v, (Y)
o.
•,
•,
•
,,•,
•
OËNËRATEUR DE MARCHES D'ESCALIER A BASCULES JK
, o.
E- ,
Je
•
Si au lieu de deux bascules. on utdir,e n blstabffis, nous
obtenoos 2" marches.
Avoc deux comptet.fS l)inillfes à 4 b;ts, ~I a tN:s en 1001
noos alIll1S:
2~ .. 256 marches,
."
,~
,
';lc:L
,
'.
•
b
10kll
"''0
ce qui signifie qu'avec un Iéj;er lissage (obtenu avec un
10 kil
petit condensateur en parallèle sur la charge), c'est Urle
rampe pratiquementllllémre qUI peut être obtenue.
MONTAGEClASS!QuE D'U~ GË..... ÉRA11OUR DE MARCHE'S O'E'SCAUER
r:
, '00
, ~ 4~[ ,
IlID C
"
15 kO
, [ • 0,
47kQ
'" '"
'R
,j,' 'R
0,
"'"
•
0,
0,
'R
'R
'R
R
R
R
S
.AA
"0
,
,P
• •
';i;
",
48 Générateurs
de rampes
(balayage)
la généralioo de rarJ1)B s'effectue au (riMfS de ct>arge ou
de dêd1arge cie COndensaleu il courant constlYlt.
CHARGE DE CIRCUIT Re
,Vœ
i
Interrupteur analogjqU9
1
Iv.'
- 1,_____·________·1'
48 . 1 Charge de condensateur
par résistance
Modèle intemJpte ....
Modèlfl interrupteur
~'M
'''''''
La charge est obtenue lorsque l'interrupteJf est ouvert,
IV " 0). Dans ce cas le condensateur 58 charge en res·
pectant l'équatlOO:
,
Ve(1) = Vcç(l ~ e- RC),
Comme poUf aVOI r Ufl8 rampa lnéa[8, i fau! aVOir sur T0
RC> To:
R .. 1Mll
~- - - - - --------
R
R
1
Chronogrammes
V
Vcltj=V ec •
,
RC
T\=RC " 3à5Tomin
la dé<:harge obtenue par mise en cC»'lduCl lon de l'lnler·
~1e\1. (V," E). Dans ce cas, le ronœnsatetr se c\écIIaJge
au travers de la résis tance équivalente d'entrée de
l'.,terrupteur Ir", .. 100 fi).
-,
Vœ
V~
v.
,
-
--
yT, =RC /
.f<r!'C"
"
,
To =O,OI S
"
K
W1Il1lI:.
•
. Vœ
,
Vœ
c·l Re .r.
=
La sortre de l'ALJ est fmfsOO :
V," - Vc (II,
La 6écharge s'effectue au trmrs de K <lU se ferme. l'rterrupte-s arlalogJqUe p'ssédanl une résistance très fable, la
décharge es! ~ l'lstNltilflée,
Modèle do l'entrée
pour K ouvel1
V,
C
' Vœ
R
- ~~
la charge est effectué€ par l'l1termédiai re de l'ouverttre de
K, L' en trée de l'ALI comporte comme un généraliM de
COIJr.I1t constant, le c:or.oensateu se charge avec ce cooran!
Veln ..
~
G~N~RATEUR A INTEGRATEUR DE MILLER
T,
48 . 2 Générateur à intégrateur
Miller
constant :
-- 7, 7.
1 ~ 72 ,r"" . C
Vœ.T - - 'VeUI = F/C"o,e '... c ,
TT
-
- ----- -
J; • - Veç
c
m
V"FEb
2l
"t--I [L--'--.J
R -V"
/. Vcc
Iv.
,
•,
K fermé K ouvert K fermé
n,
48 . 3 Générateur à montage
bootstrap
G~N~RATEUR BOOTSTRAP
• K : fermé, le condensateur C se decharge Quasimem
i1stantanément au travers de K, C, se charge fi Vœ et la
sanie Iii f1lCI:1tage v, est au mème potElltiei ~ Vc WJ f1lCI:1té
!)Il surrwJ : V, = 0 V,
• K: ouvert , te condensateur C, reste chargé 11 Vcc ,
V• • Vc' "V, +Vœ > Vœ,la diOOO D, se bicqJe, C()(M1e
V. ~ Vc WJ rnootê!!ll suiveur). le coo6ensateur C se charge
de façon i'léaJre.
Equation fondamentaie (fig b) :
Vc~ Rlc·Vc,·Vo = O,
V. - V~
Vc, · Vcc ,
RCdVc _V. =0
dl
cc
'
V.
,
~~-~ -
Ve ,
.
'.
~ -~-~
r--'I,
K
1
~
R
K : intllfTUptWf
~-
H
.il
K : fermé (fig. al
H "<lion " 0, Vd ~ igé
K : ouvert (fig. b )
la dooa D, se bloQue
Vœ
je e,
le
Ve
,
,
,
,
m . l~_~_.~ _~ _~_ 1
V"
V. (t) = Vc!t)" RC ,1.
Ce mo ntage est appelé bootstrap parce que VC1 resté
tOUjOurs tl\ligé à vœ et que V, • Vœ > Vœ Il Pfésa'lte une
très bonne frléanté.
t~
'Vœ
•
R
'
I
Iv:'" ,
r
1
v·l
11
R
~
~
)!v.ov,
V"
Cnronogfamrml de Va (r)
48 . 4 Générateur à NE 555
Vo (1)
PIlIJ' ce mootage, ~ [rmtor T\ COOsbtue l.I'l !}€oératé\r de
COOl'i11l1 Qli charge C, LotSqœ C est chargé à Vc • 213 de
Vc;c . le temporisateur NE 555 se remet à zérQ et le cycJe
recommence,
1
la péoode du signal est fonctIOn du romant de charge du
condoosateur,
G~NÉRATEUR A NE 555
1
!
Vc Il) = ë r + "'3 Vcc
R,
R.
'.1 ' "
. H Il
r- 2 H 2\101
si VElE négligeable
V.
R,
" , •
"" J-'
,O I;Il
V.
AN : To " l
3
x 47 X 10-1 x
(1+ 4,7
J.Q.) x 47 X 103,
To " 1,56ms.
r,- ,
7 NE 555
C
".
, ,
.-
,
,
''''
49 Générateurs
de
fonctions
.
mtegres
/
,- -
OESC~IPTlON FONCTIONNELLE D'UN GËNËRATEUR
DE FONCTIONS
GOonOoralion
[je slgna"" !~8S
/
V.
&! '*'tangYiairH
1
Conf""""! .....
•
1
I)J géoératetr <le fCOCliOOS est consmué d'un géo!Iratar de
signaux reclangutms el 1nangUaires. Le SIglaI trialgulaite
est trartê pal un OO1formatil\l" à ciodes IP III transloooo en
si9nal sjoosoïdal. le générateur présente ~ possibilité de
Iru'nr Iras tensms: talée, triaJ"9.We et sttus<:idale, cb'II
la fr/qlel:::e peut vm en fonctb'l d'lIle teo5lOO d'entrée V"
appOOe' woWatcr iIllX/t -(entrée !I1OIilatJoo).l.ors<pe flOUS
· 1T •
f • ~ po'oportlonnel Il V. '
GËNËRATEUR DE SIGNAUX TRIANGULAl~ES
COMMANOËS EN TENS ION
utiisoos le générate\.l' al'tlC des vanations Wltirue$ de ".,
j'utiiSation est dite en VCO (Voltage Control Oscilator) SOIt
oscIatEU ~ 00 lOOS101l.
49 . 1 Générateur triang le
rectangle commandé en tension
,
l':::::J v,
C€ géoéfatllll est CCfISI.t.Jé d'oolrqjer lMifse\J lA, R3' Rz.
1
Ir,.
RI, Oh D1l. d'oo coomrtatar l'lI'EfSEU OOS
TI). d'm
nmtage !UV9lJ lA,) el d'Ill intéglstar (le Miner iii, Cz, AJ)
POI.I foroctlClfllef, e roontage clemande
IVc l < Ivoi
IV.
m
ChfOnogrammes
avec VO~Vl+VG '
V
VI: tensictl Zener de la (iode polarisée en Ilverse
V~ : tenSioo cf~ecte de la 00de pojansée en dlroct.
j'
0'. = 0'111-
.
avecV,.,
=-, ", ._
VOR!
"
,-
"
,
IV,
,
,
COO'ffiJte et ~ il sa sortie.;- "o. le rommu\atar C/,()$
lXfM\llIe et Je St1><U ~ V " - Vc : carme VD .. - Vœ .
le COIlderlsaleur C se diicI1arge avec 1 • -
~ . V. a~l
ilnêarer'lt~m \'erS V" i .
2' VrOI- < V. < V,,/ , V, OO1tnJe sa Cfoiss<llœ.
3' V-V'
o roi
- VOR!,
avec V'
101 - ,
" ,
Le togger cOIMIute et les mêrles opérations que dans la
~ 1 se prod,isent avtlC p(X.r résUtat \Ile décrtissance
1
GalWtlef .. T
['11éare 00 V..
. ' V,.I > 1'0 >V...-. V. àécroit tinéarBmellt.
5' la p'lase 1 r9COOW'llerlœ
NOT~:
R) esl dimensronnê rxxu protéger la sortie de Al et permettre un
COO'a nt suffisant pour !danser DI et Dl'
'"
GENERATEUR TRIANGLE RECfANGLETYPE r - 21
49 . 2
.Vœ
.Vœ
. Vœ
triang le
R,
"""
R
r?
•
<YI\.:>
,
'R
R,
,1 r
R
,
,
(
"
.,j.1) . 21 Description du fonctionnement
l ' Phase III : Vii " Vcc, KeS! ()IJ'I€f\.
C se charge il COllan! constanl avec i {t) " /.
2' Vc = 2~cc.OpasseàO,Viï = OV
l 'in1~tOOf K
se 1eone,Ie C(lWllll daM C s'j'Nerse 91 vaut
1(1) " - 21+1= -1.
3' Phase I%l . Va"' 0 Il, K termé.
C se décI1arge il courant constElll avec ill)" -1
4' Ve " V~,5passeàl, V(j"' + VIX
l'ilt~eut K S'()INr€, le courant dans C S'I'l'\'efSe el vaut
i(I)" - 1.
,
5' Nous revenoosàla phaseill.
• GalcU6ef"r (C1Vc " ll l)
,
'T
3"V CC =C' 2
!=l_'_,
2 C.Vce
• CaIcU de 1
a
a
S
R
•
-
c
"
,&
--«
m
~
R,
R,
.
v.!
.
,.,
• Vœ
~
,.,
rectang~
v, m!
R,
,
DIAGRAMME DE FONCTlONNEMENT
.v
~
y
• ~
-
1 lm
•
"n '
');;
;+;tvo ;+; t~v, -
tt~
•
V.
s
R
~
a
a
V~
Iv,
m
,
'"
49 . 3 Étude du conformateur
à diode
MONTAGE
,Vœ
Fonctionnement
le signal tnangulalre èvoIue de - Vcc il + vcc . avec une
pen!ede t 1 el - l,R2 etR,l>R.
La tensicJl V. respecte pWieurs paliers, ~:
1" V, < -
~ "cc' VGse.-a t~ négigeabIe œvant v~ _
R
0,
R
V·l
R,
~
R,
0,
v.: lrian!lulair~
3
D.condJ1 etV, = - -;:- Vœ ·
,
,
+SVe<;
3
.
2uV
'1' - 5"oc <V,< - K, O,c:co::iA,DsSE ttx,Je: K= - , cc
-
~
0,
,~
.r - K< V. < +K, l00:es les oodes se bloQuent.
.-,
V"
R
,
,
- -, t'cc
. V"
R
R
V.· V,_
·v"
4' K < V, < ~vcc. O2C(I(ld(it.
Chron:;>grammes
v "v
l
RI .,. Vcc . RI
' R, t R1
5 R, +R2
5' V. > %Vet , D, con<lit.
V,
.V"
,sV
cc
K
3
V' ="5 Vcc '
Détermination de!l et m
l.ors de la décompOSItm 00 série de Fourier de la dériv€e de
V.18). nous allons arnIer les horrralqufs de filY,j supénetx
à 1 cie façon à obtaro V,(') le phJs pu' posstle.
dV.{,j
+o.
-----cl9 = L a,cos 116
". ,
a ".!.
,
~
oosnedll.
de
L0" dV,(e)
3,= ~[Û:()SnedH f:m cos ned6-1-0l
4
a" ~1ï
[Sin
lia
-,-(lmjtm snIl/lp 1
en ~la!1t les harmooiqLes 3 el 5.
m=Q,61,
a= ~
el
/J= 2"
5
fb.Is 001(n)'lS ensUte RI el RI M respectaId RI el R, >30 R.
,5
•
· K
l'cc
·v"
ev,
. '
,
__ 1- __ • ____ • ___ ;. __
.
-0l - - -- ," -
•' _ _"- ___ •
.
",
·.~F-._.----~=-'·
MOOËLE PERMETTANf LE CALCUL DE V.
R,
49 . 4 Générateur ICL 8038
C'est trl générateur de type 1·21
Le gérilratfIIX 8038 ~ les prinCtpaJes ~C!ilrrstIques
savantes
• Déivratlce Sirr"IJINJée des Si;naux $I'lI.!$OÏ(!aU), ca'Tes et
lllallglMxes.
• FaitXe dérive de fréquence en loo:tiOrl de la t~ature
- 50 wnt'C.
• N"oveau de sortie variable 00 TIl a28 V.
• Fait:WelistorSioo -1 % pourRO'IOI\JO = 1 MO
• Bonne fnéarité - 0,1 'lI).
• Lage gamme de fréQJeoCIJ 0,001 Hz à t:iUs de 1 MHz,
•
Rapport~varOOlede là 99.
-
BROCHAGE DU B038
....,.",,,,...,,
8038
1\ -
l'cc ou masse
'" Con<;Ie<\$8teur ex~
Sort .. signawc carrés
Entrloo! wobuIation
SIGNAUX DE SORllE
• A!imefltallOO ± 18 V00 36 Vau total,
• Courant cie sortie (l:ro:toes 3 el 9) : 25 mA.
• Cottant d'entrée (broches 4 et 5): 25 mA.
• Modulation de tréQ~e twoOOiat on)
49 . 41 Calcul des éléments extérieurs
RA' RB et C
,,, =O,2Vxc .
Soo,,~,:-;:::::--,
R,
f,--§. R"Rs.c
2V"
'e=
- - - IA ,
32R A-R B
5 Re
l.\'I rapport ~ cie 50 %est obtenu peu RA = RB = A.
8038 MONTAGE DE BASE
f. _ ,_ " .9J
1, +11
RC
• LffitessurR",RaatIA,la
SOO O<RA etR a <IMO.
10 ~A < II. eti R < 1 mA.
• Réduclb1 de la cistlJfSb1 cie la Silusoide par r.ntermé·
dare O"tne résisIM;;e de 81 kO placée El1tre 11 et 12; p:lI.l
l'WlfIlSEr encore cette dislorsb1 et Il fQ'l(j", VOISine de 0,5 %,
nrus avons iltérêt de ~C* 00 potenbomèlre entre II et 12.
•
.
,
• "". ,
R,
[
R,
,,
,
'" " ,,'
c~
R_
IUl
'A
~
81 Hl
- Vou masse
MONTAGE POUR MODULATIONS DE fORTE AMPLITUDE
Modtftallor'l (woblJa:ion)
- MOOutatiOns detaible ~ .. 10 %
Le signal de Mutation est appliqué direcleme11 sur la
broche 8 parl'intermécti<lre d'trl wderlsatlU cie Won. Lm
résistance entre 7 et 8 pcura être o::mecIée p:lI.l <I!qIleIltef
rimpéd;n::e d'emrée de 8 cp.i, dans ce cas là, est de 8 Hl.
- MoOOlatiorls (le tortes ampitudes
Pour ces r1"CdIabons, le signal est appliqué ooectemem :;tir
la broche 8, i:l Slgllal de !TI()(JJ1ation est V"" = Vxc - V.'
2
I=K.,V..., et 3'Vce <V,<vce .
Vœ
V~l , , , .,
R,
v·l
""
.vœ
R.
•
.osa
,
cf
"
,,'
'"
IUl
'A
~
81 kO
Vou masse
'"
50 Filtrage analogique
... _
*ogo.
~
oorI l _
M _ . :Tt' .............
, ,
Filtre passiT
Filtre actd
" ' - " lIOII dOsiW.
or_ .. __
1ft fiIrH ........ lent _
<YI...... - . . l ....,.1"~ ..... "'......
poou.ao<O'" ......
><IiI ~ ..., AI.I.
11<_" M
, .., poul!
,_10 cao-' I ... I<IiI.
ACTION DES DIFFERENTS FILTRES
'.
V,(I )
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P8SS&-bas
IH(M
1
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H("") _ v. (....1
v. (j... )
,L"__,C,-,o,o --:,c,c---,,
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D . --,- ---
Passe· haut
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IIlio/1 •
....
, • ""-'" ~1"'li • (. IV,) - .(~.I I
"
.
,
"
'"
1est à l'(lter que les américains ne OOrtnerIt pas Gmais:
A"'-20Ig IH(j.)I.
CARACTÉRISATION D'UN FILTRE PASSE- BANDE
IH(j",)1
"
• Intérêt de cette repfeSElltatioo
Toute fonction de transfert H(M est décomposable en
p-ooots d'éléments ~Ies Hill..), H1II"). H3U"), . etc.
Si, de pIvs, nous COMalSSOOS le modlAe et l'argltllent de
chaque élément S/ITlple (IHIII..II. fi ) ; IH 2U.. )I, f 21 ... , i est
aISé d'Sl dédure le lIIOCUfJ et t'~~t de HU ..).
1
~-
'.
"
p.L
"
C-
'w
•
,,1
, "
'"
•
"'1
• G '" 20 tg IH(j .. )t
~ 20 tg .H,(j .. )1 t 20 Ig IH 2(j.11 +.
· f '" argIHIU .. II- arg IH2(jwll + ...
50 . 3 Caractérisation des filtre s
"
""
j
1
'v
(
lk1 litre est décrit pa! \Il gabatlt.
• BV!: bande passante IbandWichl. c'est la bande de
fréquence déalte par (f1 - 1,) pcilI" IaCf,lelle l'affClibissemenl
est égal à 3 dB.
••
• PA : orduIation dais la barOe passan:e [passband npple).
C'est la dtfére1œ en:re l'atloouatiorl mOmum et maXllTUTl
d<rls la bande passante.
NORMAUSAT10N DES GABARITS
Tous les I;~res sont dor"'''\5 par rapport au gabarit du passe-
• ST : la barJde attélluée (stoplland) est spécifiée en dB
fXXK tne ~ delréqJerœs prédse(BAT '" Ij - IJI.
bas normalisé.
20 klg, olH(j",)1
1
Les çonstructeurs donne1t SOlNent le facteur de forme
(shape factor) SF :
C'est l'atlOOJalioo rrwm.m dans la bande atlérlJéf:.
,,.
Passe-
• ..1 ~ : asto/sion d~ terrçs de prQ9agatioo de !1OOpe (groop
delay cfistClrtlOn) : c'est la différence entre le maxrnum erle
minimum du temps de propagallon de grOl.pe dans une
garrroe de ~éQoenœs sp€çitiée.
,
Passe-
,,,,"
Fonnules df! passage
au passe-bas normalisé
Ul-' 13 1,10 121.
,
'.
", -'. .
"
,. - .!.. : lo - vçr;
" 1. - ',
d.
audio.
'.
,. _ .!...
f", - SF -
T'" do. .
Un signal qu par.se au tral'ers d'un filtre et dont les (j;fférentes harmOl"li{!ues sont retardées du même temps, ne
subit pas cle d€fOlmalion SI ces harmoniq:J€S $001 SitUéeS
dans BW Ceci est 00 CrItère très ~ooam pour les ~
!.. .. t'
(
Fillfes standard
• ru: la rè;ectlO/\ hcfs barOe.
r',
""""""',
',I,lof,l.
,
1
, f" _ .!..
", .
"
" - l,
: 10 - vr;t;
I. - t,.
l,
"
'"
50 . 4 Recherche de l' équation
d'un filtre
Tous ~13S ftlt'(l$ sooI dirls iJ1 prerriel t~ !r&'1Sforrr.és en
passe-bas rnrrsise.l'éqntlOn de la k:tlc:lon de tr8llSf~ dtJ
paSS6·b!lS est ersute tr()U1lée, Cet:e é{JJaIlOO 5ef3 œllOf'
ma, sée JXlI.I' t'(ll;<I)f lJ'le errebppe de litre ~I tombe claroS
le gabarrt (Je $1, en le respectant
~.
DEl<oOIl.MALISATlON DES EQUAllO,",g
._"'"
La .aiabit i .. eSl \raIlslotn'lOt
.........
..
--
I,_f,
-1 )
J"
J..
I, . U.,ll. ,
f,_f,
1.. -'
PASSE ·BAS DU PREMIER ORDRE
i.. ~ P' Pcst 1a.'3I13bie cie l.ap!aœ,
G (d8)
(les Métai'lS Wser1 ctUarrmert S POO! p.)
..
1
/ , f. -/
Enrégiœ~:
,
-,
-,
,
./.
i~
',21,
Gain
- 20 d8/décade
50 . 5 Filtres fondamentaux
L'ord'e d'I)!' fftre est ratla\:'lé au (iegré œl'équa!m dfa.
ftl'l'J9ie qU ~ de le C<rllClénser
50 . 5 t Filtres passe-bas du premier
ordn;:
.'"
,,r
• EquatOil . T(p) " - ' - .
1+ rp
,. COOSlOOte 00 temps ru CI/rut.
p '~de ~ en régrre 1Iar<TJOOiQue
FILTRE RC PAS,",IF PASSE·8AS
P" , •.
1
R
'"
• Bande p!lSS(lIlte BW 1Hz) .. -'2., .
• Fréqllel1œ de co:qlOJ9 : '< .. 81'1,
R
R,
- 6 dB/octl!l\!
lkle cdave, éc.J1 entre' et 21,
l.1'e décade, écart ertre f el 101.
50 . 52 Filtres passe-halll du premier
• Fréqueœe de 00l.p.f& , f: '"
-,
-,
. Dé;fusage
1
2"
f"~c~(2~1; )'
• Bande passante: B'W ~ 10 , +~
l+ R ~Cp
T=R 2 C
',1
'"
LE PASSE-HAUT DU PREM IER ORDRE
G (dB)
• Ëq.;atO'1: T(pl ~ ....!L
1+ '.0
R2
'. R,
•
'" , .
ordre
V,
- 0
,.1
IflTA .
1 • RCp
~.RC
-._ . ,
•
c
• A1tmtlOfl: - 20 cBI(\éçacle
'.'. •
cl 1,·
;ç
'"
FILTRE RC ACTIF PASSE ·BAS
• ~: 'l''' - arc lilIl(2 .. /r) .
ou
la'. ,
.. (0)
PNH
0.5'0 1.
- 30 -,
-45 - - - - - - - - - - - -
0.1'0
0.51,
'e
.. 2(l dS/décade
,
~l lTRE PASSE-HAlIT
• 'n i
,
.
..
, - III ..........
- ,.-
Pane-haU1 passif
" .
'.
RCp
1 ... RCp
... RC .
.
r ["
-t~
'.
R
.
""
.....
lu
..~~?S0.5',
" U,
Passe-haU1 &ct,!
V, • - Ri •
'.
R,
R,
R , Cp
(l ... R,Cp)
50 . 5.1 Fi ltres passe-bas du second ordre
R,
C
,f~
r" R,C .
,
•
m
1
,•
. ~
,
'l i!v,
R
JC
R
1
2z . ~
A.ttentm 11 ne pas CCi bde ta 0 avec q de r~esso'l '
T(PI =
v.
""
C,
R
.~
• C' T
1 •
""
m
V.
tV,
""
- 1
v." Rli C, C~ pi"' 3RC2 P " 1
1
1 + L+~
1
Qoo~ "0
oU q est EIPPeIè coetffcieot de SlJten.;.On :
_v• • ~~='-'~~
v. ' ... RCp "' LC;?
Second ordre actif de type Ral.lCh
• est Il r'Ilter qJe ~ z (0.7 les caractéostq..eS Ir (p)1 passen1
C<r I.J\ max:mllT\, la vale\.r <le œ mamun es! exprmée par soo
Iac!e.r <le résorIwœ 0 :
O.
m'
FILTRE PASSE-BAS
Secood ordre RLC pasSIf
R
• 1; est appelé coeffiaeflt d'arro1issemen1.
•'.
,.
""' _
et q .1.
1
3,
R V C , C,
fcc, .
>
Second ordre actif de type Sall$n et Key
1
q= -
2,
R . 1
• ~: 8$111 tiQla"œ de résoone ~ l " O.
Slz ,. O. !Il ( 0.7. 'e Iniq..ence de tésouau::e .., es! rernu oU
T(pl est tnaXI!'11S1l '
"'·"C' ~
•
Déphasa~: ~ .. arc tan (
J
""
2,.'" )
·0 1
',(:.)
C,
R
•• - -1
'~
R V C,C,
.~
Il
COI
R,
•
t,v.
R,
""
".
REPRËSENTATlON DE Hp) POUR 1..1; PASSE·BAS DU SECOND ORDRE
Représentation du gain
G (dE!)
'"
~
avec
"
"
-"
,
-.
'0 _!:.2.
,. .
Pente de - 40 dB
-~
-'"
,
- ,"
".'
",,-
p.'
Représentation de la phase
f (0 )
"
-w
- 135
FILTRES PASSE-HAUT DE SECOND ORDRE
K. J....- pl
• Ë~tICl1
Tipi
~'
E
2z
pl
"-P
., ' 'CT
~
• PllI'lte cie 40 dB pol" décade
-
,. 2q•
-
'
V,
le pl
•
TIP)
·
1
..
RCp"
Le?
V,
r
C
R
, 1"
"
m
,
m
'"
PASSE· HAIJT ACTIF DU DEUXllO.ME ORDRE
PASSE·HALJT ACTIF DU DEUXIÈME ORDRE
lYPE SALLEN KEY
DE TYPE RAUCH
• t>
c
1,
R.
•
_,","-,"CC'"R","Rj'~'"'oCO>
'.
- - T(p) - ,
V.
1 -+ SR, Cp -+ C' R, R,p'
Q 5
l .!R,
2 \ R,
REPRÉSE.VfATlON DE T (p) POUR LE PASSE_HAUT DU SECOND ORDRE
G(dB)
avec
z _ 0,5 ---j'-=
'o· -", .
"
z _ 0.707
,
z.0.05
z . O.l
z _ 0.5
,. ,
,
11-"-1
,-., --_'cc·"-.-C",
-+ Ij..!!...)'
1 .. 2/m ..!!...
"'0
,
"
"
Wo
".
50. 55
FILTRES PASSE-BANDE
_
• Equahon
Passe-bande passif
2z2.-
0----1
TIpI = _ _~-C'~;2 '
V.l
1~2Z.E..+~
~
Mrse en fOOl1e (je l'équatoo:
Tipi"
-,
m
,, _,21 (~t-"'.Jl.)
"0
P
'1 ) _ V,(p)
o ...
~
TIpI" -,,-';;-=
LCp' -+ RCp i'- 1
,
,, --P --2z ..
.,
RC,
Circuit bouchon
l1p
2,-
l
V.
R
C
T(p) œ
P
R
,
q= _.
T(p) _ _
j(pl
--,~R_"
1+R(CPt L~ )
2,
0-=-1
• Bandepas;anteBW·2z .. ~.
• La phase est représentée par les mêmes courbes que le
passe-Ms du second ordre auxQueies on add.1iOMe + 90'
V.t R ~
1
C
[(p) -
V.
1
1
3t (RCP+RCP)
PASSE· BANDE AcnF DE TYPE SALLEN ET KEY
PASSE· BANDE ACnF DE TYPE RAUCH
R
C
••
R
R,
Iv.
m
v - - ____- ,R""C",--_"
T(p) - ---.!.
V.
R,R,C'P' t 2R,Cp+ l +!!!.
R,
"
V,
{p -
RC,p
v, - R·C,C.p· -+ (2RC' -+ 1.SRC,IP -+ 1
1
"'o · RYC,C,
q-
vc,c;
2e, -+ I.SC,
REPRËSENTATION DE T(p) POUR LE PASSE·BANDE
G
,
G - 201<;1
-,-,-_
,l-(T_
',,.~_~c),1
2z "'1>
P
'," "'
"
-,
- 30
,
-",'é--'~'------:---'---'---':"O~
0.1
0.2
1
2
'"
50 . 56
FILTRES COUPE-BANDE (RËJEcrEURSl
Coupe-bande passif RLe
Tlp) "
pl
q: -
., ..,
"
p
H~-'--,­
C,"
1
,
1
v,
R
+C
• Barrle passao:e : BW " 2z '"IlCOU PE-BANDE ACTI!'
C~
•
Ra
-
_ T(p) _
-V-. ~ T(p) ~ , -1- URp + L(C, + C )pl
2
Ci<
R
Coupe-bande passif dooble T
•
Ra
Iv, "Cr R "•
"" v,
v,
-"",'"Cë'~'è'"'~''c",,,
v,
CI,
•
•
"R'e'p'
1 +
C
Vi
v,
""
=
C
Ra
,
,
t
V
•
C
m
1 t2~RCp + R2C2p'
RtPONSE FRB)UE!Io'llELLE DU COUPE-BANDE
-10
6 - 2010>110
P
P'
1 +2z-'~
Wo
"'0
- 3<)
0,'
02
<P ~.)
,
1
10 ro
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..,
. ",
'" - erg
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' +(~J
, t 2z-
,
'0
-",
0,'
,
0,'
,
,
1
10 fo
p'
.'CY
~
,,,
50 . 57 Structures actives à gyrateur
CONVERTISSEUR D'IMPEDANCE
R
• Converhsseurs d'irrpédaoce négatIVe (NIC, Négative
~.CM11r)
c._
- 0
v,
Z~~
Z "-"~-'
,
'1
•
K
V,
• Les gyratOO's
V. = -R".i,
V, =R", .i"
if,
""
R. : rés.sWIœ ccnct/rls1llJlEl du gyratu
KR
!
Z.
GYRATEUR
Lkl gyral&.x sert ~ l'on ~e aillent (!es rdIctKces
de V!IeIn ~.a'ltes à piItr œc(luoeusalars et d'AI1
""""
V, = t RIIJ.!CfIIV.
T.ansformation capacltlv9 ~ucti ve
V." R'I'.r,
V,
,
-,- .. Z. "'JR", C/II.
"
LtQ" R,,/C.
STltuCTURE D'UN GYRA TEUR
," •
R
!
R
R.
<D est 6q.Jivalenl
Iv.
~
•
R
,
50 . 5~
""
0
R~
- R.;
Z.
,&
- ., T!Pl" A~·
v•• ~
""
1.
Zao
,
-,-,
Pf$$8 b,,,' variablMd'lMat
RC
1 __ , _
R
, R,
R
Ao· R,
-
,
1
1
l t 2Z.e. t ~
-0
,
FILTR ES À VARIAB LES D' tl"AT
fi vanabIes cfé1at
V.
R~
V.
modélisés par des éq~allOns diflérent,elles à coet!'c,ents
v,
R
•
z.
Ils sont appelés ami parce qu"j:sStlS œs pnmères SllUC!ures
composées de $OffiIl\at&lJ'S, Intégr8tilUl'S el amp~ficateu!s qlli
perrnettal€l11 de suru!er la r~se de S)'slèmes phySIQues
""""'"
• Passe-bas
,"- •
R
-R"
""
MQotlESIMPLIFl a
•
,
•
R
C
•
C
- 0
R,
,
,
-
"
R,
R
•
-G
""
,
,1,,"
0
~•
>
""
'"
50 . 6 Fonctions d 'approximation
des filtres
,
les IoIlCtJa IS cl'awtJXIM!.OO $0'11 ô::mges peu des pas5&-
""
• Filres de 8rJttlllVl'l)1h
RIres plats dW la bn1e passante (mamJaIy Rat},
Rechelche de l'~tio'' caractenstl(,\>e 00 titre
Cette ~tJCti ré!>oo:l à :
,
,
Ir.(p)1 • 1_ (-1]' , \.p2"
G. 20 tg T~(p~
••
.,
.,
n : otdnI du ~Itre
-,,'---_ _ _J •• ,
-"
avec Iii PlASa:JCrl de C;(qIIXe .0 rr:ma.sée à 1.
r,(p): éQJaton 00 ~1r.d·Q'lhn.
P' JO
Pour 1.11 passe·bas, nous chefchons l'équatiOn du !jéno.
rrtlateu- de r,(p)~, le r'UIléfa!etI esllC1\f).rS ~
li. 1. le ~t8lt 851 appelé fcncllOO de traos.rTlssion,
Celle lonctl()n est C8ri\i.:térlsée par la décompoSItion en
éléments $(T'pjes de 1'6qua:1OO
l_l_l)"'lp!· ~ O.
Ncm COI\SMIOI'IS nuls .es élimerts ~pIes 0001 la parue
réels dBs _ esI,.we,
RÉPONSES FRËOUENTlEUES De TYPE TCHEBYTCHEfF
G
""""
Passe-bas 00 S8IXW'ld ortke
G
IdB)
(dB)
,
,
'"
,
l-p'" p2+Y2p+1 ' pl_Y2P+l
,
,
• Fitres de T~cheff
Ces titres présentent l.I1fI Grldulauon Q\J occope IOUle la
bn;Ie~le
Is réponôenl i 1'6quatal:
If (p'I!
1
• ' "1 t (2 A} (pI!l
(permet oe délerrTllner PA :
,
PR • 1- _,----,
VI"
...
".20 tg (T.(P).
r
X. : poI)1'6me (je Tchetrytchetl de degré n.
É~tlOO (je récurrence de ,\
\ •• 1 (pli) •
2p/,.X, (P/jl- l,. , (pli),
o
,
..
,
....
c. ........... _ .
t
1
•
1
"
,
'"
"
50 . 7 Synlhèse de filtres aclifs
Synthtse d'un passe-lm pam
Phase 1: c/1era.le \jab&'i\ 00 filtre w.ilaité en f1OI'ITla.!Satlle
gabait de dépa1 el en le tra"ISIorrrWlI en Pas9e-baS
Le ~ est C3facténsé par :
Phase 2: !,Ill kxs "oouat.on ru passe-bas \l'OIJI'ée .• Iaut la
cIér'oonaIIsEr {Cf. § 50.4).
Phase 3: lt'I& lois la déno:JmaI.sat.on en terme de type de fIlre
"
e!lectuée, il faut ~ l!I'l ~: pcMcaa:
J. • 1!!.
.,
Phase 4: assembler autant de structures actives que
J"écessaft pool oblEJlf rordre cie r~ t!IbqJe, et Iden·
1Ifiet. t8fmt à terme. l'e~e5SIOO !héonQut dl/filtre avec les
éQuaOCfIs des réponses ~be,r:les des str\.Cllll'es actMlS pour
(jéteminer Ret C.
;,"Y"V ·Y12 Vj
'
i 2•
VI· Yl1 V1
V,
!:'zJ
--T(pJz
V,
1-~
r,.
COO1rne le Illtre est s.ans pertes. !ll el !'n. sont purement
imagmalres.
50. 8 Synthèse de filtres passifs
La recherche de l'éQuatiOO se fan comme précédemme(lt, lt'I&
dtléleo a c:om'll8rI:e à awa'~e 100 de la phase 2 (titre adlf),
P-J",
• tbrrasalO'l par rapptr1 à !ni réslstD:e de ciB'ge R",
U ré~stance we 5ela:
,
1
'1
Yn • 2p +pl • 2
4
2
- pt~ 3
3,
1'" 2p f
A, =3 /2
1
V,
m
"
I
A:_1/2
4/3 Y
• '
R.I
'"
50.9
CHOIX DES FILTRES
Détermination de la technologie des filt,,,,, (d'après liH,es actifs !:diHons Radiol .
•
" "'"
''''''
~,,~
~"=~
""'~.
~
~
7/ . /Z ,-"
$
.
···~~~f~»,
-
"'0
'"
constante
fi ltres actifs
W
,
w' W'
,
10~
10
10 3
W'
W'
W'
W'
W'
W'
10 '0
10"
f(Hz)
' (Hz) : représente la fréquence de coupure O<J la fréquence centrale souhaitée.
: coetfk:ieflt de surtension.
~~
-= -= -=
i
~
~
~
~
~ ~
~
Coupure:,..,... do _ _ aprts _, """ .. pa ..... boI ••
.
.
T~ton;rtpoo ...... -....trkulio""do"_"'do"""~
DI, 1.... .,. COI: dll "....... doo '"' .. IOo · ,~ \ ...... tII!ro i ... ......-
a, __ do bande.-
f, - f,
-,,-.
~
........
''''
1-
.::"
......
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....- ....... ,-- -- - - - - -. -- _.
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••téI ...1ioh
des tofI4IOiO' II>
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iolPidlolOl
la 1bistance de
gtI. . . .
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~
b
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III ......
T,ts bon
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FlLTRE l 'I\"ER 'i U HI'E AI, 1~{1'>SC •
• Qn:.I;",,' l'o5sA:*é de k:wnW ~O.IS l',1leS de
•
j-es
;OC.I'eç,ead\t.isall:n. :.~."iI'3: ..Hz.
- , . S'W
.4JmeotatlJ1 de! 511 III 181/.
Pel; serstlle 8\j)[ YMaII<Y!S des (X)illJlOSa'ts exléreJrs.
- PSRR (6)' :!J::f' oe )~" l~O'l Ge ral~":~la:1On VCJSine (te
'00 '"
- CMRfl rer-:tlOO iii lOOde COOTYT'I\I1 YClSI'le cie 100 dB.
_.-
G.._II _ _ _
o. 0
00
O.
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•
"
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-S·' [,,~,::\·~'· I
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50. 11 Les filtres programmables
la plupart du temps, ilS sont COI1s~tués par des IHres à
capacités Cl)'OOlUtées 00 la lréQueru de coup,re du filtre
dépend de la /réQSlœ de corrmande,
~() . III Principe du filtre à capacités
commutées
lJ1
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Les ,,:errupte.rs S, et 52 se !«ment e<l a'tema'Ce et la
ctwgt 00 caldellSa:e:s C, se rapporte ~ l'I!IS le
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INT~GAATEUR NON ItNERSEUR À LA BASE DU MF 10
1
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l'in'.'.. 1 1 capacité cornrnutMs
MQDÉUSATIQN DE LA smUCTURE INTERNE DU MF 10
111 ~ Iwmcnque, p. )/1,
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50 . 11:! PrincipeduMFIO
réseau.
le IoIFl0 esl cons:'lJé 19' \11
VIWIIIbIes d'état (j1J
second OIt!re où les intégra:aurs sont com:IttJés pa- des
iltégatetJS ! capac.tés ro:MlUtées,
ou HP: SCttie passe-hall,
BP SOM passe.b.me,
LP satie passe-bas.
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50 . 113 Caractéristiques électriques
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• Aimen'.alIOll- 5 V. - 5 V,
• Fr~ de ~l.Ire maOOlale < 30 kHZ,
• fréQulne d't'OOoge mamaie: t ,5 MHz.
STflUCTUAE INTERNE OE 1f2 ou MF , 0
'=
Entrée CI rnse au rMaU haut,l" Veel, le • Sil
Vox
fOJ,A
1Tise1J4 - 2' ' , "100
-
EOOée lSl : 1Jl1one.m ru lJpe d'1IItMn'.a:m lSh 00Il être
ms au poIM:i9l1e ~s !)as.
Entrée Q.KA : entrée cie rhorloge qui peut être M looctoo
de rairnMtat,1)'l TTC ou CMOS.
Encrée 'INA Pé8ru litre €ri l1ICJlIage lMrS8U' d:J acuiI A.
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50 . 114 Description des tennes util isés
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ICI)( : tMmge de c:orrm.rtatoo
coocIensaletXS rn8MllS.
tç : .. ~ ~ l1J pass&-t&>;Ie
-1acI8lJ de ~é iii passa.brde
HCfII': gIIfl à/: 'owfiltre S~ la SOOie pass&-bande
HClJ' _gain IJ\J passa-bas œns sa b<v1de passante.
H()t' : QaIl (lJ passe.1Iaut <BIs sa t:Mde pasme.
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BROCHAGE DU
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Formules londamentalts
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PASSE-BANDE (BANDf'A$S)
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PASSE-BAS (LOWPASS)
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Memes relalJOOS qua poli' le passe-bas, fatl1 ~n
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PASSE-HAUT (HIGHPASS)
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EXEMPLES O'APPLICA nONS
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le (J,Str'ème CIdre peul êire OO~enJ p1I' rruse a1 œscacIe de
~ litas 00 secoIId orcre.
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Acause l1J Iabe coeti::e f dB sutlmi:ll a des dwlli:tes.
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MOOE la
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MODE la
RJIR2. 1.306
w
iii fèpo'tse ~ ()'QJI est !l'ès boTe. Tw. <We m:xIiI
part t'Je u\Jisé. mais le mode 1 A es! pk;s SlMPf: Parce
que. dans Il p9"'81re.1iI rB;:;rœ B~ fabe!!Sl R,. Il
dnsr < 51dl. S R," 10~. RI = 1644 kll.?tu le sean:!
lire, c:hocsi' R'I " 10 k!l et R'l " 13.œ kll. Les dIltI. artrées
txroge (bro::tle 10, 11) petJ'!9'lt être rélrues et ~
paf une sim~e horloge externe. Si le rapport ' ... 1100 est
d';)si (b'oche 12 à ta masse). a\'OC lIl8lr~ d"rl::roge
de 200 kHz, la ~ cle ctqlt.re fe est de 2kHz.
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Ces ampHiCall!UfS sor.l ISeslIDès a a.'"1pffier des s'gnaux
dleclemen\ iSSus Oe cap:etn. la JlleSU'e Il efIec:rueI es! la
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microvollS en reletant la le~s,on de mode commun
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(Vo,; VOl) ~ est SO\1I'e'lI (f~ ampr~lIdEI très tmportai1te
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(~ dIzaiOes de 11)" On deMande à CfS ampld"lCaleutS
d"être ~ staba, d"S'.'IX (l'e m tooo Oe la t&'\Sl()1 de
uœ ....e 1* rawort à la vn!JOl\ de la tM$(ll"l d"entrée
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cif'eren~. el \tI8 ~ d"emrée éIe'Jée POlI ne pas
perli.Iœr la meMI" la t6'ISIM ISe !:lUI rmnée IIl"ertrée
<bt être a./SSI faible ~ po:s$Ibie iXU" ne pas rarnere- ~
ISe \'iVIat(WIS aIéIItores SU" "-El sqlaI , JœSlX8I""
51 . 51 Amplificateur du type LHOO36
LH 0036 (NATlONAI. SEMtCONOClCTEU~
--
CarlKltristiques lechnolog ;ques
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.....
• TaIJ)( de rétectM:ln de mode COI'IlITUl
(CMAR· 100 dB prut" A", '" 100)"
• Impèdanœd"entréeZ -lX! MIt
.....
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lia . . . .
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• AWnent3t101"111tJStttlIe de 11 Il 1 18 V"
• ~éder~ficatoo" 0"03'11."
• Elq:nssm de raTplilic:atlJrl
50000
A-.,I- V. _1+ _
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• RéssNœ de SC:rIII R." 0.5 0"
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OES AMPt.IHCA TF.URS O"It'STRUME.NT An O:-l
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51 . 6 Amplificateurs de puissance
EXPRESSION DEAp SUR UN MODËLE UNÉAlRE
Un amplificateur de pUissance est un élément actif Qui
multiplie une grallde\l' d'entrée p. par 1II facteur d'amplification Ap lei que:
p. : puissance maxima!e qu'il est possible de transmettre en
sortie.
p.: puissance transmise à l'IKltrée.
G~ efi dOCi:IeIs (dB). OMs le tIomane des haltes fréquerœs,
v:..
et en té;ép/lor.e, ~ rœsance est soovent e;.:prtIlé.J en de,...
p .. ~ R, (Z.,)
Pda." 10'" ...f... ,
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PdB,.,. e>:jn'lIée an dB mlwatt, P: expri'née an W
51 . 61
MOI'.'TAGES AMPUFICA'ŒURS DE PUISSANCE
eu",.,Iai ..
Oasse A à transformateur
.... ... "' _ _ 150%, ..
on. dl"OI.lo. tril f.IM., .'ut ••
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R
• , ~
= ~~~
D. Q,1 !Ii
l.8t couoo d'iIs_ _ ct 91'"'"
l'",·
R.
A. ~3~1+
!
.. 0I!s0t : 1 ..V.
.. -!IwJooIiqoo .... _ :
R,
'"
• SIN roIo : l v", ..
• ~ , ...... 10. , ..... -cmoto.
• CMilR : to III,
~
,.
", œ -l 10,' '''' V
Brochage boo"tier T0220
. _~"':~~L
. T_"'_ :~ ~V.
V.
V.
1
R,
._----- ----I-v
cc
m R,
.e-"' __
--,.
A+Vcc
,,
c-",,
,-----------
~
l'~_l
~
,
~
52 Amplificateurs
logarithmiques
MODÈLE DV TRANSISTOR UTILISÉ
"
'0--1
rc
;
Cette la'lllile CQIl1pre!ld les amp,ificatE/JfS Iogar~hmi~ et
Avr.c:
v.. > Vr et Vr ~ 25 mV
(e_ 25 ' C)
€~ntets.
Les arnp'iflCateo.rs logarithmiques pemeltent d'OOter'lll' une
tension de sortIE! V, tElie que :
V, " Kc·LnlV.)·
Les amplificateurs exponentiels perrHllent d-oblernr une
ImlSioo 00 sortie V. tale qua :
V, • K·"
~
.
".
La fcœtoo e.'<pooeIltiefe est obtenlle grâce aux propnétés
(jes sem·cono..ctilUfS.
la diode el le tranSIStor ~e possèœrlt cette propnété,
mais la ca ractérlstiaue du lfansistOf s'adapte mieux au
modèle e:q>or.entl~,
La caracl&ristlque de la oiooo S'ell détache rap<demsnt il
cause de sa résisIItlœ l'lIerne q:.i prlO'J Ufl9 ~ande . "
tance que le courant dépasse quelques mil~a~es.
AMPLIFICATEUR LOGARITHM IQUE
R
-
1
",
1
""
~-
•
,-- •
"
Ln V.
R'
AMPLIFICATEUR EXPONENTIEL
R
œs
52 . 1 Slructures de base
;
,,
-
• y
Ces stroc\lles permetlrot d'001001 les fooctions Ioganltrne
et expooentleme mais, présement deux types de problèmes.
"
Le premer problème est la statité de la structure
le deuXième problème est du à la Ions déper,dance des
réslJlats par tawort aux VOfIaticJlS de température
,
~-
1
•
m
· PI ,,'
MOD(:USATION DE L'AMPLIFICATEUR LOGARITHM IOUE
' .. -aTSetUT " kT .. Z5mV!ZO'C
C)-
o
f.. : couriW IIM!rse.
T : lE!T1pèfa!lJ1l en 'C.
k : 1,38. 10- 2'-
c
,
q :t ,6. 10 -1 ~cOlllombs.
,
C
R,
52 . 2 Stabi lité des montages
, •
~-
l'ét~e IlSllarte autOCoI d'un poIl1 cie repos, la tension V. est
co nsidérée COflslanle el n'in:sl'V'enl plus dans la mooè·
i;a:iof1,
C : capadlé 00 ~tioo.
>-
,
,
C ,: capaclto!' d 'entrée de l'AU.
)'"
V,
m
Cl
WS de la CIécomposi:iOO du!TlIXlèIe en m, i apparaft :
AlP) =
~COMPOSFTlON EN BLOCS FONCTIONNELS
Ao
(,. ~)( " :,)
•.
'0 '
.,,
A rpi
V. (p)
Ao: a~rlC/ltlOl1 de l'AU,
"'0, "" : pulsatron deroJpUf€ de I·AlI.
P: variable de Laplace,
Fl..g n
B(p) ;
B (p)
[l+f/1
I +R.IC -C)p·
o
C se C<icuIe de laçoo à œ C/lJe le système SOIt ~abIe, lJn.e
rejation approchée est donnée par :
AMPUFICATEUR COMPENSt:
\l"
c=JgR,. x-'_.
Al "')
C:400pF
52 . 3 Compensation en
C
R,
température
"
. ~
Pour élimmer la dépendance en tempéraiJre des rrontages
siIllies, les montages à structl.re O;ff~eo1tielle som SOU'IeJlt
utJisés.
•
1
=
f '.
" • ,,1
l"
" ,If)
R.
3kl!
'. t . "
700 kl!
R,
R,
LF 412
c,
b
t,.
""
.
"•
1,~
R,
'" '"
R,: 15,7 kfl
R.:2kfl
C , :33pF
Dz: LM329 (11.... 6.9 V)
1 R'I
,
V, = 1+"R V,Ln
Dw'" """ "..,1. . .. _1Iisporu.
~
~ '- f ~
m
•
'·1 1,~
LF 412
R,; 1 kO
C 2 : 220 pF
R, + RI
R,
V,- W ..,-V.,.,)
'v! V,
100 k (l
• ·
1
m
+1SV
0,
CM ""
R,:10kl!
MOi'o"fAGE EXPONE"-'TIEL
·
LM 394
'"
.
MOt-.'TAGE LOGARITHMIQUE
R,
T, : 2N2222
. ~
R
•
'?
'·=1
'"
•
'-
V._V ..2 _ V.,.,
V,,, R •• I,
li:•• R.. V...' . 8 Vol",
R,
.
-V- · 7
[''''
__ """ """ .............. ,." t ! " ' - '
los _I~".
..... isM do _ _ tllll$4~
53 Convertisseurs multifonctions
Ce sont des o:Jn'I'e1;sseurs qui permettent d'obtenr V, " v, ( ~:
53 . 1
r
I.E CIRCUIT AD ~38
""""-
Description fonctionnelle
Yec,_d'_·UV I .IIY.
• (1,1._<10,
• _ P I _ : KHz, •• l, V, 10 V01 V,, 0,1 V, V, • 0.1 V,
•
',~ Z L<>(f)
~
Q)
',~
,
',~
, ••
Band9 passante du montage en looction de V.
~"'
'00_
m
,,
V V, . 10Vdc V, " V, + O,OS V,sin ",1
,
~-
,,-
."
,.,
"
53 . 2
...
10,0
~,_Io_
-
".
"
~100 kil
'.
"
~
1
"
"
,
••
if'
A2
-
l~l
v
~:.
:~i!
~:"
_
~o
"
"":Y
Montage diviseur et racine carrée
ntpM_(" 0tK4
rc
.IOOkn
~.
Lé CIRCUIT LH 0094
Schéma sim~ifié et brochage
"
';;
,:~
,
',M
............ c<"",tpIIoo pUo _ _ QUI rAn m, los _ _ !>!ion... "",1
13100 kO
'Yg- , .' "
Structure irrteme
,~
~~
1- ,
o----l + Vcc
"
~ o----y - VCC
"
Diviseur
1' *
,..
15
I-- ~ -
,
d,
..±o,
TH 1,3 Il. " 1,0 Ig
-
CH"'"
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GNO
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,
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"
-'
o
c
e" c
"
.
R._Ra"tOOkO
l00krt
2
Racine
'
n l8,
D, : lN914
d,
10
EQ V y
"V",V V
V
~
,
54 Multiplieurs
analogiques
Les multl,iffeurs anOOgiQues Illégrés sont const'llits autOOI
(je paires lif!éfeflheles.
Prop <Iii """ paIre$
1itI.,.,HIIII
•
1. _
•
~ ,- V,·f
1.
l,
" • i',
Iv. !v~·Av. • •i
•
);
m
m
••,- V..,
'.
." '.
!L:.!i
•
• 1••
.
,
Mu~iplieor
V,
h : facteur de gain (V-').
MULTIPUEUR MC 1596
1.
!J;!l
'
-,
-...
-
""
"I+!
- ' 'H
Ce type de muttipie!Jr est utilisé a~ des r'iVtIolUX d'entrées
très fa ibles. Le MC1596 de Motl)Jola est de ce type il
possède un facteur de gall1 régta~e, et la dynamiql)e des
sf1iaux d'entrée ne doit pas 00par.ser 1~ mV crè:Hréte
4- "
'. ~
"
'
'. 'I-!
•
,
54 . 1 Multiplieurs faible niveau
poi$ lest€( dMs !.l'le zoo8
-k .V,.V,
H'
vT" H
V2
SYMBOLES
..
,
~"
.
,
, ......
...
'.
~"
v. Sort;o
(' 16
M
1.0""""""0 .........
MODl:USATION POUR truOE OU MC 1596
œfMCtiornrnefl1lfléatre.
'.
•
Étude du multiplieur
Slf lI1 étage lifléreouel, iJrsque VI - VI deYiool f<ible devant
VI. il est possible d'extraire un dèveloppemeIJ11imité de
i, eU/_
fIMlooé au MCl596. rous avons :
i'-'I(
v.)
1\ +ll (, -V,)
. 1/",--,.IJ ~ -- ,
2
2V
2
2V,
1
. 1. ~ II - i)(l_~) 1. "II - jj(l -~)'
2
2Vr
2
2V, .
• Vo =Rd{l:;+lj)-(/l + I,I ] ,
• V, =R E', (V, "VDoo -VDt , ... O.l ~VI.
• p~ caracténstl:lues
(Vcc = -12V, V-= 8V, 1, = 5mA):
bande paS&rlte : 300 MHz ;
résisl<o1Ce d'entroo polJl' f - 5 MHz R,p a 200kfl:
capacité d'entrée peu f = 5 MHz C." :2pF;
rlÎ$lSlar.:;e de sortie (1 - 5 MHz)
R~ ~40k!l ;
CO<!' ,,5 pF
c.JP3Cité de S«tie Ir ; 5MHzI
MONTAGE EN MOOULATeUR
.'"
.
O.' ~F
""
HU
±.... ,
"" m
2k!l
~F
· '.
• :' ; :10.01
T
nu ,
" >«::'- 1_9
! • ..... ",. ,• ,•• .. •
" ""
""o-j
• V",,!'2 VI
•
es"!l
·
V'(-8V)
""
t
'"
54 . 2 Multiplieurs à fort niveau
MOO~LE D'ÉTUDE O'UNE STRUCruRE DE GILBERT
Ols mul1lpfl€J/s auSSi appelés mu~iplieurs de GiJben pef'
metlent d'exécuter la muttipOCatoo ~ que sort r3lT'4)itude
(les Sig'IaUl: à l'entrée 00 cifclit.
R
Etude de la structure
• V, =R ((l j +/,I - (1 3 +Il)]'
. _._a_.
/2
1,
')
1.
le
Il
!LI/2
- 1,
'"l''+i'"'
, , ,
. 1,-1. = 1- R
1
BROCHAGE DE L'AD 534
TC·100 (H-10A1
"
V, = -2 V,V, R
I R, .R,
LE MULTIPLIEUR AD 534
U~"sation en mukipHeuf
Structure interne simplifiée
lé
OK
"
A{'x ,-X ZSF
)(V' - Y2) _ (Z - ZI]
\
2
,'OVF'll
• 12 V ""' 0--
•
"~
--.....
A
,
(~(
Amplificateur
hal.ll gain
0,75 Atten
_11'_:
~
: 1II1II-
,
- " . I.• 10VPl<
_'5 V
".
"
c..<::~"'* "
'lOVF~~
. '2v,,", _
SI ;
~
10 Vi:rirOgIII.
:po .. _ _ :IOd8.
• "V
s'..... '2VPK
v, _'OV(Zrl,1
,Y,
(X,-(.I
~
•
:t IIY.
T_ _ ...,_:.lZV,
..
Utilisai"," en diviseur
Gilbert
..
-,
'.
''l'lY) .,
.",
.'.
~
'
s.:..;o .12 V"",
-".
"
'.
• '2" 1>1<;0-'.
Struçt .... e
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X.
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Polarisation
X,
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,
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~~
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"
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.... -. , ,.... .......• -œ"'" ..
-'"""
54.
CARACTÉRISTIQUES
Bn.iten .....
11'-
SFmu lll
~
~
~ ~~
,
,
,
~ ,
;is ~
I~
L-'-'
P,b 'I'U~
(JI,ondo ~!Il. 5111z1
~
~
~
~
~
,
TRANSPOSITION
..
Tra.sposiIion la ni itipIiew
:
'"
1
'.
, 1.11,·/,IT
"
-
v... ~ U, v, (.120(/, - l,Ir) t .120[1, • 1,11))
,-,do !nnS1........... ft . l """""tIIIo.
Schéma de principe
T" tI T, , .... II!
y
1
l, '
•'oc v"
R.
C
V,oInhl,r
c,
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R, . "-,
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,
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SIgna1modulé Il
se S<Jpprimée
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1
", ' -;::'iC
R,
,,-"
20 171,1
. ;"
J ."
,
,
,
1
'"
'"
,
,
•
, , "0
"-
m
SI
Comportement du modulateur sur ,'anemance positive
D,
"-
LT~,I ~,
" ~J '. *c_
m,
~l
"
V«-V.. , V, ... I.,,Iv,, - 1 R "~
,
v, ' IIF
V, .!!: ~ ~ .H T.!5 'C.
"v", _ v" • ,
Fm...
If, ... 1,1
V,, - ~ R,V,co.I . , •.r
~• • ..!!.
y
'.
'.
',1
{f,-f y,f
Vysin
~~ !~,_V!
'" ---------/
+
+
,
'l} ·
.~
Comportement du modulatBUr sur ,'alternance négaiive
./
n ~"
"
:-J
'
r-
.J
'"
.'.
In l '
,
• ''0'
V2 ~
,
'"
55 Oscillateurs
sinusoïdaux
OSCILLATEUR
C-
V,
V,
A Uw)
V,
lin oscIata.r est IJ/\ système bouclé looctiOOnant en régime
B (joJ)
d'inSlablité. Il p-odtlIt à sa sooie lJl s~fI3l QWsi$lMeidal,
de faible dislorsioo har~ el 00 pOOode stable
OSCILLATEUR A PONT DE WIEN
• Corldil;Of!S d'O$CIHabons
A(J.J.BII") " -1.
Critère de Ba-kh.JJ5Sen A.B ~ 1.
Le • t:rul • Ces corJllOSaflIs est suffisant peu tare dérTuler
les osCillatlOlls. La si'lusoide est aMpMiée, soo arlplitooe
allllfOOOle puis se stabilise à cause oe la l'lŒl ilé.3tité de la
chaI'Ie ooecte (satLntlOl'l des AU 00 des transistors),
.- ----- -- -1, ,j--- ----- ---,,
,,
,, , R
• ~,
HCf• no" ,
,,,
:,
R,
,,,
,,
R
,
,,, v,
C ,, v,
R,
,
,,
,
- ________ J
• CondiIJOrl imte de démarrage IA(j..) BI 1111)1 > 1.
A' , 1
,
m
------- -- -'
B li",) ,
'. _1 540Hz
R,,,lO kn
R", 4.7 kn
55 . 1 Etude de l'oscillateur
à pont de Wien
.
C,,22nF
OSCI LLATEUR A RËSEAU DËPHASEUR
,------------- -,,
,
"'""' ,,,,,,,,,e:
,.;...,.. A = 1 + -R
Rl = -V,• ",,,,,ne
, V,
. ChainederetOll:B"T
,,,
,,
,,
,
,jRC ..
t + 3JRC ... (iRC .. )1
( R')
RC.
A.B"tlso1: l t R;- 3RC .. _jI1_R1Ci ..11 =1.
• Fr€qJeoce des oscilatlOOS
M'Uons la parœ rnagnaire .
1
•
fo''' - - .
2:;RC
,,
,,
- •
~
,,
,
•
A
,
------ m
C
--jCI-r-"f
R,
R
R
V
55 . 2 Oscillateur à réseau
déphaseur
,. --R,
R
R
,
.
•
A
.
~""'" d'rect ..
CHAÎN E DE RETOUR
C
•
C
0
R
R
R
• ,. -V,
V,
v,
m
55 . 3 Oscillateur Colpitts
COLPITIS À ÉMETTEUR COMMUN
5:Ci . 31 Colpitts à émetteur commun
20V
CIel C.., sont caIa.;es peu iIYOr 00 ccut<ifo.Jl peu f.
R,
AIJwI="g~
(
JL.+
ro.
l-IClf~ ••
",.0 J~mH
C,
)
~r
("'C,.(il.' I+J'Co,_0. ))
C,
20V
~~nF
cr
&.
'''0 ;
2 kU
,
L
15 ",H
""
2 N 914
R,
'". 1,36 MHz
;C-;C' ;C'
.100nf .lnF
, 10nF
SC: MIl dot ehoe, c'est .... inductance~.'o pr6sente
.... k'np6dance trW {II_ode qui empkhe le si!11aI HF
de ·....-nonI1)1'· tt'allmentalion,
MOOÈLE ou COLPITTS À ÉMETTEUR COMMUN
L
•Iy.
'"
55 . 32 Colpitts à base commune
R~
"A
, Y• •
yJ
y1
C1
C'l
y, X
m
COLPITTS MOI'{fË EN BASE COMMUNE
20V
Ce montage est préféré au prétédem en HF. car le conden"
satElU' parasite C!I< <1J transasb n'est pas lJ1llifié pw l'elfe!
...
",.0
YI"
Y2'~
Y221
Y12II
15 " H
2 N914
, c_
V2
Y;nr + Yt,~
. Y=+
Y22I\
Y'2T + YUA
Yl1T .. Y l1A
CQSOlTlo'\s o"OSCILLATlOSS
O· (Y m TYrA) ('l',ll +Y,~I- ('l'm ~ Y~I ('l'm - Y,-.I
DétQl'1l'ltla.lI [[Y,j -- [Y,ll· 0
C,
'"
1"""'
SCHËMA BLOC DE 1."f.:<lSEMULE
-
10nF
L
r. J
(i')-(Y",",,,
Yor'+Y,") 1")
+
,12
,
'o·l,36MH
C,
Le cabJI sera ef'ecM en UI*san1Ies ~wnètres tri
MATRICE 1YI DE I:E.-':SEMBI.E : ln .. terTJ -t 1
20V
,
I
R,
"'kO
Y,
,
M~uliIiM
,-----------,
•Iy,
,,,
,
,\~
R,
,,,
,
, ___________ J
,-- ---------.,
,,
,
,
C,
c,
y.
,
,
/2
Y,
•
mY,n)
(Y
Y"
Y2H y=
L'
._--- ----- --,
y.,
(YU' Y,~)
Y~IR YnJI
'"
OSCILlATEUR CLAPP
20V
li:
Détetmi/lal't [IY,I + IYp]l· 0.911 O/'III(Jant partit! réelle et
"''0 sc
'm'
"
, ""0
• Fréql8'lœ des osdIatlOOS
.
5,8MHz
"
C,
""" 'Op'
l
2 N 914
,",cF
parbe fnagJ\aire.
f
20V
n,!,;
2knll~nF
" .
r CI
10nF
1 nF
•
.
OSCILlATEUR HARTLEY
• Ccnitms Sl.J rlliiJllli:ala
C, , flJO+R! .
CI
PRE
C,
ID. 1,36 MHz
l ~nWi
~;
• Ct'dxœs coooeosatars C. 81 CI
Ils s001101.1jOU1'S ~ pm gr;rod pœsi)Ie po:xII' mnilnsef l'effet
cIes coocIensatllU'S pa~tes œtriYISIstOf.
.4
•
,,"0
C
C,
l00nF
.,,""
~N914
''"0
.
2 kfl
l,
l,
C_ 7.5 fLH
7,5 ... H
Il°onF
" .
". ".
OSCILLATEUR S À
Le ~ es! UUisé iX'IS $1)1 Dl coeI§cient de $I;IIen9oI'\, 1 eSllII"1lO!'é jlO.I rE!lIipIa:;eo Irès a-.'MIageuSeITleIlles ro.ctarœs d<ns
la ~ des rrottageS .
•0
3N128
-O,6V<V,<O,6V
55 . 41
,
.........
oscnJ..A TEUIIS À PORTES LOGIQUES
'"""'-- •
,
V.
'"
55 . 42 Oscillateurs à quartz intégrés
SENSIB ILlTË ~f FONCTION DE LA \/ARIATK)N DE
Les OSCiI'alet.vs à QWItz Ifltégrés SCYl/ utilisés lorsque nous
amns besofl cie générer une lréQIJence cie grande préclS;on_
les condiliorlS d>essais de ces oscilateurs cOIT€;poodent
aux normes CS 679-1 et 679·2
Un des problèmes essentiels des 0SCi lateurs à QUartz est
leur sensibillle à la température: pour palrier â cet
inconvénient, les ClSCtLateurs se dédnent en trOIS prooults
différents.
TEMPtRA TURE
/,.~ compensatIon
~
,
\TCXO)
•la derlve en fréqoonce el en températtJ8 d,j.perld essen·
PXO ' oscilatet.vs il quartz
'"
~
TABLEDECHOIX
tiellement du qu.artz, selon la gamme de tempé'ature, la
~aHatlOl1 cie fréquence relative :
,~
~f ~.: 100 ppm (1 wm .. W-i)à:!: 7 ppm.
,.
• TCXO: oscIa:eurs à quartz compensés en ternptfatLn.
TCXO
La ~ en fréQlIEfICe dlle à la vanatioo cie température est
rompensèe de façoo ~ ou numénqlle_ La stabthte
Ef1 fréquence est de :
~
oc.
~=:!:5ppmà:O,5ppm.
Utilisation: télécommun.cahon, nal/lgation, appareJ1s cie
mesures COI1ants.
1
,~,
10:::.
Utilisation : télécoomflicaloo satecOis. mesure de 9'ande
,
0
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• OCXO: osolall'U's à QJarU 1hermostatés.
l'OSCIIIaleur est maiIlteru à tlll"fllérature constante daIls tJlEj
enceinte Itemlostatee.la stOOltlté en kéq'..I31lœ est de:
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llnInchernent lOnt, XOT13
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Branchement A121 , BHI2
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R. ,
R.
20 kfl
R"" .. 50 fi
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56 OCT (ou VCO)
Ikl OCT ts1111 OSQIattlll cornrnnIé 811 t9t'SIOn P"appeIWior .,) est VCO\.
le p"ne_pe cors ste il faIre Viller Il ~ale~( d'un des
condensalan Qj CO'.saJe ta f*be litrage dtll'oscia!l3\iI.
CeCI: esl obler1J par l'~ en <Itr'?o'at on SIl je coojen.
'.=tVIl
sateur d'urie diode vaocap 00I'i1 CtI lM 11f.1e riv9au de
,OOar1Sa!('fl W\'8C V~ .
'1 :fréquMce 00 &g'IaI de sortie de l'OCT,
Vi< : ttnSKlri cie ~ cie l'OCT.
56 . 1 ocr À SORTIE lTL
.-
OCT • osciRateur Hartjey
• ~i''1,~
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LM_III!o4IIH oIlCSl24 _
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BROCHAGE ET MISE 10.... ŒUVRE
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Diloo". Ho.IIIC ...
1110 Ul
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Variation de 50 k~ • , 5 Mlil
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OCT A osdIlateur CoIpit1s
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8F31.
Jof-20oF ~
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hl.. -I111 ....
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151... _ .....
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,6 . 2 OCT À QUARTZ
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M OI,
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V_,ion de 50 MHz ' 300 MH:
OCT Int6gré de précision LM131 - LM231
,•.,mw·..
.,
EIroc:hege du LM 13' - LM231
'~V·\~li<I~~'. C,
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57 Détection - Démodulation
1
57 . 1
RÊCEPTEUR SUPERHÉTÉRODYNE
~ 1riqwotitIo do Il rkep'Ooo ~~
_
IIPPi<lIIion 1 ~ _
d'~""'''_G.().j.
Description du récepteur
IV, t
,
FI: 1Iiqutooo _ _
.
DÉMODULATION D'AMPLITUDE
u
f-_ ___-_ _~
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PAR DÉTECTEUR CRtrE
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PAR DISCRIMINATEUR
DÉMODULATION DE FRÉQUENCE
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Dis
v.
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1 _
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58 Boucles à verrouillage de phase
C'est \Il systÈnle 00n1 les g-andeurs asservies s001la phase
et la fréQoence La dénornmatli)11 aoglaJSa est PU : Phase
DESCRIPTION DE LA BOUCLE
Comparateur
Locked Loop.
Sg . 1 Constitution
o
•
• Le COITW3teur (le phase i éIa/::iofele signal d"wetlr de
la 00JCIe C'eSlIe d€phasage existant entre le Slgr.al d-€I'1trée
et le signal da sortie.
• Le Mre : c'est lJ1 litre passe-œs desmé à moyeonef le
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0<;,:1 n 0
Comparateur numérique
'00
~.
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Corn,:w.t..." 2 <M ka 4046
Compara!"",. analogique
il mullipl ieur
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ComparaI.... 1 dol la oI{)4ll
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COMPARATEURS DE PHASES
Comparateur numérique
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v.: v.max , f •. 'Po
• ou • exclus~
séqlJf!llt~
Filtre
m
signal issu du compa rateur de p~ase, Il sert aussi de
correcteLI poli" améiicter les performances cie la tIoucIe.
• OCT c'est l'ooollateur qui. commandé par la tension
moyeme iSSIR 00 ~ltre, va gérlérer \Il s.çnal de fréQlkIICe f.
qli Li est pr~ICO'leHe.
5H . 2
,-- - -,,
de phase
900r rtOi' IBO _
• .!
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.,1 ,_,1 •.
V, V,
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010 K. ,
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010 · 0 · ,
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K. ~_ -,-'
oIo _oIo X. tsl
• K. illptndolora 411odt .. Y," Y, .
>J'
58 . 3 Modélisation
. le compwateur de ~ est modélisé pa" un cœfficiem
d'amp/ificabol'l K. qiA permet d'obtenir cne relatlOl'l iflèalr~
entre .lf' el V.'
MODEUSATlON PAR RAPPORT A LA PHASE
-
"
Vo:~ ·.lf·
""
'. K. - H!PI -'" K, ""- ,
$F
1
"
-
• Le filtre est II1IXIMsa pa" sa lCIX1iOn de tr~ert Hipl.
MODEUSATlON PAR RAPPORT A LA FREQUENCE
• L'OCT eSI mOOélisé par un lacteur de proportfonnalité
Kv. tP permet de lier de façon Ï1éa~eOl,: 2~f, à Vo·
-,
,
1
"
h r- -'
•
K
.. , =KvV•.
• la mo6éésa:1)I1 est talte autOCl du ptinl de repos. bolI::le
p : représente la variable de Laplace
verroubée.
DIAGRAMME DE BODE DE LA BOUCLE OUVERTE
58 . 4 Stabi lité et erreur
1
H(P)~ - -
1 ~ Tp
. Hlp) = _,_ (passe-basj.
1 + Tp
La 00uc1e est stable, la marge de ptlase est difficilement
réglable dans le cas ru comparateur de p'Jase à fIltjpletx, Il
ex;sle des risqœs d';,statuté si l'OCT introrut un retill"d l"IJI1
négligeable. La répoose à \1'1 échelon de fréquence doI'vloe
une erreur nulle, alors que la réponse à U1e rampe de
fréquence présente U!Ie errar constante.
,
• H{p): 1 + TI P (passe-bas el correctetl" â avanœ de
t - t ,p
phase).
la bol.de est stable avec \l'le marge de phase irI1Jortante
(.. 90'), elle est plus rapk!e que la précédeote. Si T, est
grand. la boude devient assriabIe â H,(pl.
•
H,IP)='+T2P
r,p
00nt la réponse à lI1& rampe de fréquence génèfe une erreur
r.Je [l'ltéress.w pour la dérrodulatiOn FM).
58 . 5 Plage de verrouillage,
plage d'accrochage
• Plage d'accrochage . c'est la plage de fréquence darlS
laquelle la boucle va venir s'acc rocller. a:ors qu'elle était
décrodlée.
• P1age de ~ouiIage : c'est la plage de lréql)9nœ dans
laql!elle la boucle restera accrochée quel que :!(it le type de
vanatOn 00 Ol. : 2"'•.
VERROUILLAGE ET DEvERROUILLAGE
1
Réponse déVtilToumanl
te S)'SI&me
,._,--,- -rj~~~~~;;;::=-K.
"'. _
V.........
K,
.JI":::::
--
Réponse laissan,
le
lème verrouillé
58 . 6
MISE EN ŒUVRE DE LA BOUCLE À VERROUI LLAGE 4û-I6 (C~IOS)
.
CAR AmRISTIQUES TECH"OlOGIQUES
,''"'
T_~dtnil!Y.
•
•
FrOQwI<o _ _ _ I*I'OC'IIYCOI : tl WIlL
•
RftiItoo<od"_"'SlGN.:I~(an ,
"
"'"
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• _ . cr.... do Y'CO. ' 100111 .
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SËlECT10N DES CŒWOSANTS DIJ VCO
... _
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' I~ ,
1, l'ÇO'''_OoIo~ IR '' '1
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Io _doR , tle,i por!ir"'coorboodollliQ.l
b. iMIool... oll_ . 011<.10< 10 .01 ....
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d<tenoioof fi , ft C, i ...... dt 1. ri lin <OtIIbn dt '" 5v. l
l VCO .... _
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dôlomônor R, ot C, i _ do 1.. 01 .... "".!>os do 10 fii. f; _
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_ :1S ' Co l'CO .. i 1/2 vco ....... H,.., R,." ,
'"
58 . 7
UTIUSATION DES BOUCLES À VERROUILLAGE
1l0UCLE À VERROUILLAGE UTILlSÈE EN SYNTHËTISEUR DE FRËQUENCli
Pnncipa ;
SynthéUseuf TT\.
H(p)
+
+
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1
1/1
h .
_
do la dôroocUation do ~. , .. filin . _ CO<HC_ . ... ne. do
T
iN>t ... ~.
SYN'THËTISEUR DANS LES RÉCEPTEURS RADIO
-1.
Récepteur superhétérodyne
M~angeur
!Otage
r- Démodulation [-0 V,
__L _ ,
d 'ac!aPtation
r
r- Signal démodu lé
_0-~ I-/(p)
1 d. ,
K, K. H(p]
H..,[pl ' 1+~,K.H{PI
1,.f,tll.<."lntll," h
1i9'01_
.
(
" oA 010 hl<l+
~.
" . ! c", {hl.! + OIt IHlOlp)l '" or tl.r'j IH.. lp!
J', • J/, IHoolp)1 <Ot nt.1.r'j Hoolp!
DoN .. _
.1',
~_I10~ .. , IH",IPII .
J'.
iV. " X, • K ... (011
• •
,
hil,
Il .., Int)1
"".
t
-.oduIi.
'"
Structure interne du OS 8906
=
59 Contraintes pour la numérisation des signaux
59 . 1 Échantillonnage
EFFETS DU SURtoCHANTlLlQNNAGE
L'échantilorrleu est 1,11 corrrrutatEllJ' <,U se foone lOJS les T"
~ T, >
f.
llOIJS avons la p::lSSiblité
solde doIlll3 fréquenœ /1 =
r1 est différ!f'l1e de la fréql!eOœ
l
V,(O
-.c.- '. --.;;..'--
œfale passer par
Je!; points dootles <1lsosses salt T•. 2T, ' 3T" etc.lk1e SoflU-
X
v(r)
VT·(t)ol-:",~~~~-.!,,"~_~,
. III I H I .
T. ZT. ST. 4T. ST. 6T. 7T.
'
t
f " f du s:greJ echalltl~onné Vit). Pour é'fIter cette perte
(l'illloonaliOn, klrsqJe 1\(.\1$ éctlantiomoos 1,11 Signal, i taut
veiIer à ce que :
!:-<'-"-=
-1
"
T
2
H.
Ce résul:at est pjus connu sous l 'apoe~atlO!1 llléor1rne de
V(tl!:\T. / 0,
0-
'
'
:·"4T.,'1,
0
-
:\7T....
-
•,
,.
V'(]'-~_i'-_T_'______•
- •
....."
V, (tl
59 . 2 Analyse fréquentie lle de
l'échantillonnage
..f
l
ot
Enveloppe de V,(tl
o .
,
PO\I celte analyse. nous afIorls utiliser la l:'ansforrna~oo de
FOU'leI :
Vif) est la transformée de FO\Iner de ~(t).
VI.lf) est la transfOlTllée de RxIrier de v,.(t).
ANAL YSE FRÉQUE~ïIELLE [lE L1kHM'llLLONNAGE
~T~Ir)" 1&(1 -nI. 1 et C· SI/Jdl" &(0) ~ 1
v(t)
bill est aweJée fooc~iOO de ')rac,
1
••
V"II)" T•• ~__ 51' - ni,).
'.
,.-- ~(r - nT,1x vi/),
v,ll) ~ ::
1 ••
V,(f) " T, "~_ ~ (f - ni.) .. VII),
1 ••
V,I!) = -T. "2:
__ _Vif - nl,l·
o
,
JUiL
-o
..!..
'.
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f
IVT.( f M
[
0
• '. •
F_ .wlt~t parlM
.. : prOli.lt de oo'l'l'CWuMn.
IV,(fll
i.l'
Nous voyons que nous avons dupl caboo du spectre VII)
tous les nI, : si f. > ;. à cause de celte ~tiOn.1es (In·
férenls spectres de Vi f) se superposent el il deViendra
impossible après filtrage de récupérer Vrf), il y a perte
d'fl!rxma:iorl, l'os éomer cela, 00 p\aœ en !ê:e de toot échan·
tilionneu' un filtre appelé fi;tre. anti·rsp!iement '.
•,
,
' '
,,, ''
,, ,
••
••
,0<'2'. ,.,
••
0
,
'•
•
,
59 . 3
Descriptiort d'une cha1ne d91rartement du signal
-
l "; ':
'·1
;,
m ",
,
CHAÎt"'ES DE NUMÉRISA TlON ET DE TRAlTEME:-IT DU SIGNAL
-
,
,
-
,
-,
~
~(8)
•
F, : tîItr. altitcp·
Modélisation de la chaîne pour f '" ;
;2 ':r,o 0----/.~
%
""
~
~
= T, ml" mt" t..
~
t", ti t"
~
•
traitement
--,-0
•
~
Urot6cte
traitement
F,:!llndo iuavo,
• ~,(!1·~,_"'(2"!j.
• f,,~d'kl.ililoo 191,
m
rt"_
CI.II:,~~"""""
• 1I111: ....age do r-...1iotI
Ctu.:'~"""~"''''i· '.,
tIo<:Iriqt>o poI'"" bIoq.>owI.
r.....,..
o '.
m
p.- 10 CHA 1.·..110 ,tsliWlioo do
59 . 4 Choix et caractéristiques
des diffé rents éléments
CAAACn:RISTlQUES FRËOUENTtEUES DU FILTRE
ANTIREPLIEMENT
• La fïlre anl~ep;jement
lt sert Il empêc~er que la fréqu!1ilce du signal d-entré!!
devierœ st.périeure Il
1 se dmer,SiOMe par :
Gaf1 dans 6W (ba11de passante) • 0 dB,
le ~ rré<penœ maxinale du s~ Il l'(JMèri$er,
Gide)
'./2,
.
, (Hz)
,/,
G _:~maxt à
"2
• caro (je G!"a<
G"", est clétemWlé >w la vaietl effcaœ 00 trut d€ quanIJfrcaUOO 00le1'lJ Il la slite du 00.
G
~
EFFETS FRËOUENTIELS DUS AU BLOQUEUR (h(/))
~ _20lnVfiono-,
,
H{!)I
1
VQ ' ~
2v3
EXEIIPLE; ca!cut de G..., pour une Chaîne qui comporte un
,
GAN 8 bits et une exCUl'Slon ro tension Il l'ootrée de 2,56 V
(lV,l lI\a'( Il convertiI.
t, Oé:ermnatico'1 du l'O'Iltr.e de riveaLŒ : N,
HV) est la transformée de Foorior de h(l)
N = 23 = 256 rWœi.Œ,
2, Valat 00 pas de Quantificatbn (Vq),
v
2.56/256 = 10 mV,
3. calcul cie la vaial elflcaœ du bruit de ~ntiflCatJon:
Q"
l .. Vq l2
,
v'3
~ "2,9 mV,
4,G _ = - 59d8,
V.. (f) est la transformée de Fourier de V. ·(t)
• l·écIlantilloooeur ttlqueu
1 petmel cie bloquer Igs données peldant la OO"M!Ision.
• le GAN: C«Mrtisself Anabgtque NurnMQiJe, il convertit
la YaWl .niIogq.Je ro damée l1lJlIèr'q\Je,
• le CNA: ~ N\IlIériQJe AAaIoo;»le, ~ converlil
les données !'lUlT'IérK!oos trooees ro valeurs analog,QIJeS, 00
leIr ~nt de rérlergie,
• le fiIre (je Issa;e.l va l8li' isstJ las pjers de serte ru ().lA
~-
,
Enveloppe
/deH(f)
,,
,
V, (I) est la Ifansfotmée de Foorier de V,(t)
,
60 Commutateurs
analogiques
COMMUTATEUR ANALOGIQUE
Symooe
Un COO'IITluta:elJ anaIogiqlJe SErt à réaliser lI'l COIJI1~C\J1t
entre deux points afin de transmettre dans de bonnes
cooditlOOS I.rl Sign<I aoaIogiQue. ~ Cl)(Il)OrIe (leu): positions,
11'1 étal fetmé (ON) et \Il état CJI./'MI10FFl. Qli bascule11 en
fooxtoon d'(JI'l état logiQue tIe~,
s
E
j
Le commt.ta:€lJf cOi"lruillorsque VGS : O.
1. If01 >If,. 0, est pcW!sée en ilverse, le transistor JFET se
COO1JOfIa coorne un oourt·Clrrud,
2 VOl < - v~ ~ V, >le transistor JFET est 0I0Qué_
- V~: teosioo de seul OJ JFET.
,
v.
m
m
La résistance R, est lISSez élevée RI - 500 kO
,~,
,~
Montage CMOS
60 . 2 Commutateurs à MOSFET
E
Foor év,ter des problèmes de non-bnéanté de RQN . ces
carm.r.atars S01\ o:nstitués pa" deux tr.mistcws ~ o::trPémentMes, NOS et N'-'J$, COOYIWIœs par iel.rs gnIies.
Poo Vss : - 15 If, l'état ooœr\ est caractéosé p<y
VGP : ~ 15 If et If(iN : - 15 If : l'etat fermé est caractérisé par
VGP =-15 VetV(jN=" 15V.
!
1
r
GP: w-EJ-c
S
v.
s
voo
Va' .
mG N
S
m
0
1
L.
0
V~
m
- Vss - VOD
Caractéristiques du commutateur
caractéristiques du NMOS
état femJil
'
;
[
;J r~ ~
•
'.
'M
R.
V.
D.
C
4v~
m
M~e équivalent du commutateur en court-circuit
'.
E
Montage à JFET
60 . 1 Commutateurs à JFET
Car8ctér'istlqcteS du PMOS
7:
Commande C
'œ
~ '.
_,"vv", "'.
10V
vlN " .
•
PR1NClPAŒS CARAcŒRlSTIQUE.'O D' E.....'fRI)'F. SORTIE DU MULTIPLEXEUR ANALOGIQUE 4529
BoMt J>ISSIO\O dl. ",,,.
~ ... fl~.U r... """ 10tl1
HfI01_G m 201g
='.'"
=
=
,
,
-,
,.." ~
",
_B_~_._2
-.-.
V" ' - ',5V
voo",~v
, , • • •v,
T_~do""',,"_
1;1
•
, _Ir.......
R,' R... , .... R..
0,,"
Il, _ 1 ... n.,., '00 >JI
V[)[).~V
••
,ro
r-•"
~_
(VI
-.-"
3.JIR, " "MlI
-3dBlR,.·,Oklll
-J(5I(R.. _ 1."1
,. ".
:~ V"".l~_
~",&
".
",
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-"" '00
...~VI,"'-I
'("'-1
'00.
,
"
'00
.
II H' I
" ". 'ro.
'"
EXEMPLE DE COMMllTA TEURS ANA L.OGIQUES
-
,
-o-f~'ll
::,:j,;,,:.j~;;r1
.
L CD 4.119 DOUBLE MULTIPLEXEUR ANALOGIQUE
Stn.<:tUN de 112
.529, """le Z {la
sortie W Mt .... le
".". ~ipe)
01 W. l. OM<>
dl< _
MipIlf .. \ail por
ST,ttST,.
TL =:
r-l--t-t. r ~.
""
"
l'Ii f . . oa-octOri .......
R.. _10 " _ ~... 1! y,EIoodo"'- l1li_: ~ IIIIL
Ccoma40: m .. ClIIOS .. _ . y.. .
_do_Vf/
_.:. w.
',M
y ...... f
M'"
,
61 Echantillonneurs
bloqueurs
La fordOl échamiklMage tlIocage {safI'4lle a1d 00Id) pemle1
de maintell~ une grandl1U' aMogIQue, pnncipalemenl l.I1e
teos:oo, constante pemlant une durée ln. aM qu'eOe soit
runénsée. Le mainlen (le la tenSioo est réali5é grâce à CIl
ÉCHANT1ll0NN EUR 8LOOUEUR
L -
c~
1>-
•
l,.
L - 1>-
10
lm\'-
A,
condensateur dent la char ~ ~ est commandée par un
commu\a:etr analogique ploté ~ UI1 signailogiQve.
r
1
•
A,
l,.
61 • 1 Échantillonneur blaqueur
idéal
1p.x.sMe:
Zone 1
• un étage d'entrée A, d'Impédance d'entrée infinie et
d'~deso1iefllrre ;
• 00 coornuIatelJ anak:lgiqll& Cool de R", r.Ae. à 0)'MlIJ'
(atien œ<Wl1Mée et à jlCII.M)ir de co..pure très grand ;
• (Il condrosatEU de main:m Csans pertes :
• \11 étage de sortIS d'l'I'IpMn:e d'entrée i'lfne. de COI..faI";1
de pdansal1011 00 ft dï1'(lédanœ de sortie n.AJe,
61 . 2 Échantillonneur bl aqueur
réel
'.
h~__n~~nL-~nL-____~.,
'.
..-
M
"C
VO CV)
'.M
~
F ;
~
'.
ff
,~
p,. ...
..,., "v·.v".,..
c, _
~
"'" ,~.,.,
~-­
~
''''
--
~oc>b~.c.",.c.o;;.",~~".",.
' 1q
---
•
,
"
,
•
,
~chantillonnage
D
Blocage
T.
./"
ri',
~
i1
tension 8 , dont l'amplitude dépend de la vitesse de
croISSanCe du Signal v, (SIew rata).
0 ..,1
OilalalOO de la zone 1
Ou 1a1 de r~a::tio:1 de tous les éjémems précédents, les
coostl1Ji:lws dmrent :
les 00mées llIJ~ues qui SlIr.t€rlt son! celes ru LFl98.
• t,: terTllS d ' ~iSition (aCQIJSi:iCfI tme),
• ta: II'JJ1lS d'o'JYe!tlJe ~e Trne), c'eS! le temps que
melle commtJta:eJf à s'ouvrir. eo généranll1le efreur de
T
D.,
•
OENSIT~ SPECTRALE DE BRUIT A LA SORnE DU LF 198
'"
140
120
O&os~é Spec1rala
de bruit à la sort;"
(nV/,Hi)
1
I-
1-
", -...
"~ I "'_~
J
,
~
20 E_,_._
o
10
100
f (Hz)
lk 10k 1OO k
61 . 3 Choix du condensateur de
maintien (C )
la vaIeI.r es! ct\OISIe en ~ les ~ques
I.:/[C)
le cooc:Ien$8teu cIloLSI sen a taibles pertes. Les conden·
sateurs type polycarbons!e métallisé, polyprop)lène el
poIfsl)'fène r~ cetle condHm.
'"
BROCHAGE DES LFI Q8I298I398
""""~-- - "'--V·";
*,", .. ~
IL' 2~'"
-~
i _D\f~~~l -" i~ Sort~
+/ 1
com~':~
\
/
i
l
Entrée 3i
+
-'
300 kil
R61«eoc&
.., t..,sion
d& I "'II'6&
eorrrnand&
'
--~r-~ --
· ov-
Il
-: - -
-
~' d&bIocage
SCHE.MA DE PRINCIPE
61 . ... Échantillonneurs types;
LF I98.LF298, LF398
.""""""'"
KI modélise lM modes DI el DI, les diodes devlennll111
paS$8nles cIMs ~ fAiaSe t:tIcage, ce (J.i permet Ala SOI1:e
de A, (je $UMe V. ~ CfJe V, es! bloquée.
MONTAGE DE BASE
Lcncp.II K, cIeYIenl passant, K: se ttlQ ue. C'Mlla ~ase
d'acqoollOn el V, ~ V,.
Dans la phase d'acQ.lS.tofI. ie CO'\"fTl.IIat!U K, la1 palU! de
la chaf'I8 dnCle 00 II'(lrtage, ceCI per ....e! d'ékr.1I\8I' à ~
SOftoe la ch.ne (je ln01 O'éée par soo R"".
COMMANDE PAR DES SIGNAUX m ET CMOS
' Vœ
,
• ~ caractéristq.le$ ~
Ainenlatictl (\0", V"h 5 VA. 18 V.
V"'" ~lib1e TIL CMOS.
61 . 5
PMi
1
2,8V
R,
5.6 j<.fl
5&ul1 . t,4V
Seu;I. 1,4 V
... """.. ",.... . .. . .,..." """'"
, ,
• •
PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES DES ÉCHANTILLONNEURS BLOQUEURS
""
. (. . . . . .
J
GIWoIIII_
T..... 1hIIIII JiIIVI_
1-;;0.... [..v", 25 'Cl
C._IlIlO",
C. : 10 IXICI '"
T...... .r·
'''''''
,
.JL ~chantliion
, R,
1'1: ",(j'l,25'C1
c" • t IXICI '"
c". 10 IXICI '"
',r... 25'CJ
a.- dt l1li""_1 'CI
c.."... ,~ ..
"'
,
•,
,
•
•
_!i5 ... 1Z'l
F_ _
"'" ""'" """"
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•
•,
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,
,
•
•
Ota .1'1;
·551". 1Z'l
•
•
•
-•
•
,.
•
•,
",
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•"
•"
,-- -_. -- ,--,-- - •
•
0.,.1\1
.!i51o • 1Z'l
·21 ....
•
·56Il\. IZ5
•
.2!! ... ~
62 Convertisseurs
SYMBOlE O'UN CAN
v)r--0"-N~I~~.-"
analogiques
, .
numenques
m
Un co/WertlSSIM analogiqllll numét'que est charge de
CODAGE DES VALEURS
S
uïOlSb"iEII ln! 'r.Iiatlm œrùœ dB tlll'lSO'llllllfl8 séœ de
vaIeus rnathérrJatQJes (Sn itI!rgIeJ oxIée$,
0
'"
'"
'"'00
",
",
62 . 1 Codage des valeurs
Les codages les plus ro:.tar'1ment utisés 5001
. Ie bioan naual. peu les nootHes noo Siglés ;
• le ~ adeullXU les rw;:,mcres SV1és :
_ le cocI8 bilwe SIIJlé.
~
~,-:""-c,-co--=-~
• 0
1/4
,/2 314
V.M
62 . 2 Quantification
S
011 011 111
C'est 'O!lè'at.oo q..i OOlSISte à asscdEr ISle l'aIeU' anal::gQJe
li la pUs patte var.ali::tll'09Slrable Mire dew: 'i3IeIn rodées
listn::Ias l1li satJe. Cene .... es! appeIM 1J.IMl1.l11.
010 010 110
001 <Xl1 11)1
""
'00 "" '00 r'-"~"""<'''.","'.",."'.".
;",="'~..."
v (V)
• Code l'O:'l S91é
11)1 111 011
•
110 110 010
11 1 11)1 <Xl1
• '0•0 ""•
q : Quarrnm IV), aussi appelé résoMlon.
~ VI_ : c'eS1 :'ècaJt allre la valeur mn et la \'llleI.x rnID;i de
V. à llU'Ilérisef !VI.
n , no:rbfe de bits en sare du COO'IIJtJSSeU'.
CONVERTISSEUR PARALU,:LE
1'·1
62 • .1 Principe des différents
convertisseurs
"'"
62 . 1 ConvertÎsseurs parallèles
Ils SOI11 aUSSi appelés conv!IftJsseiJS • Aash "
I)'er.I'âNde2'·' ~ déteil'I8\l16ct""IEIIIlI~
vaI!us <isW4es de q et: WipJSeS lJ1!rlI V... BI V... (sali peu
la Pf8l'lfê'e, Qui es! distante de Q/2). ChaQUe \'aie.x est
œ
apc:Iliquée i l'une des enltées des 2" compara:eurs. te
po«IrTIa V. est aw'qlé SlJ la deuloéme entrée de chaQoe
'.
••
•
•
R
c"
· [>-
codage est enstite effoctoé nstllllt.nment par 00 décode\J_
~t j faut 256 ~eo.n poliS
Avantaoe
oos.
très gr<nle 'otesst 6e 1XlI'WSfSO:'I.
..
l-
f- •
•
•
•
[>R"
L
"'""""'
c~
ccrnp;nl8IJ 81 lrus les conpIJilll!1.r5 COil8SpOl1On à des
rweaw. rlléoats ou égalll( il V, basciJIrI1 siTIultanément. le
t1-
l-
f- •
R
R
- [>-
l-
•
c.
l-
D,
62 . 32 Convertisseurs série
Ce convertisseur vient élaborer une suite de valeurs
suœess!l'eS grace aux corn:r.utateurs SWIo ... Sw, et aux
rés.stances R. Il compare e~sUlte les d,fférentes valeurs
obtenues à V" au ~ 00 uool1e$ valeurs ~s
est ~re à V" le COOlpariltl)l.f c~ bascule et ~e 00
niveau bas à l'entrée · hor1oge • du compteur. ce qui le
~ . La sorne S ndiQue la dem\lre vaW lUIIÊ!ilQUe N,
~ lets de la mise en anêt du COIllltil\l" III, est cIcmé
SU' N bitsl.
6::! . :n ~onvertjsseurs à pesées
successIves
C<! ~ est appelé a:\Si pi..I;qu'i fcroclOnoe comme
une balaflœ. Le converbsset.r, par l'uni',é (\es prépos.t;ons.
.
. 2'.q
IrTlpose ure valeur egaie a -,- a une entrée du compa-
rateur. SI la réponse de ceM-ci est POSltve, 1)'\ vient ra,ooter
2,-1
-,.q ilia vala\J j)f霜lle. Nous réaisoos €t'OYe1e test,
2,-2 Q
Si la t!}ponse est négative, nous veoons sous:rairs -,_.
STRUCTURE DES CONVERTISSEURS A RÉACTION
Convertisseur série
".
R
,
--'
R
<
!,,
/1""
--'
R
~
N
R
\,
'm
-
-,
-
".
1/1 Sw,
c,
R
VI""
...,..
R
• Avantage: 10000S de cooversœ (1,1 constant
R
]7[""
[Clo='L _,
-,.. mh
-",
,
-,-
R
Début
cl
~
Sw.
R
S
N
71""
il la vaQlr précédente. Ce,:e opération est rètérée ;'squ'à
ce lJ,Ie les N bits de sort.e SOieIlt 1000S arec1ès par un état
"""'.
GAN 8 bits, ilV a 8 pesées, 1,· 8. TH'
I/Is",
t"~
"""'"
~
Fln de con.er'SlOl1
,•
-
!,
N
~
"c,
.0"'-
.-:Ii
S
N
~
"""
" -~
""""
"
j)IIfiode de l' lOfIo!le
Poids: 128.164. 132. t 16. :8. i 4. 15. t 1,
62 . 34 Convertisseurs double rampe
La l€l1Si;ln EanaJo;iQue à 00l1'Ml es! ~ à l'enl'ée W
géotYaltU de rarv:, Ce cirwl i'llèlTe (Dr~ rarlpe) cene
ler.sion !MiMll III l~ I)'édélermné. l,k1 comptas mesure
ce lemps, 50it N, iTlpJsicm. Ensti:e la bgitpl dewrmarœ
commute l'eflIrée du ~atEU de raII()e StllI'o\1 l€(l$i;);1 de
référEoce E.. de pcQIlé or:9OSée à la lQrlSlOO E. La lOOSO"l de
satie clécICIl fnéairOOlel"ll (dE:uxüTia rafTllEl) ;.~.ià s'<mJer,
lXI COOljlteu meSI.Ie la cWe de cette~, soit NI
~.
La valEu de la !eosIon Eâ tooWflJr est dom€e par ia relatic.1 :
N,
E" E,of NI
SOIt
Dans ce type de coovertisset.l .
• la premère r~ est il temps constant ;
• ta seconde à pente constante.
_..
0,
••
•
• CaractéristiQUeS tecMologiqJes
Le comparaletll' est à entrées SIFEI ou S·MOS pour des
r8lSOOS 00 faille coor<fll 00 polarisation.
Le OOldensate\lf est à très t.ibIes pertes tWect!lQUeS, flO(.6
prerncos lI1 téflon 00 un ~.
CONVERTISSEUR TR IPLE RA.\APE
•
• Avantage: Donne préclSioo.
•
62 . 35 Convertisseurs triple rampe
Le pmcipa cie IonctKmement est Klentqœ au comertiS5e\l'
double rampe, sauf Que lors 00 démarrage de ta phase cie
CItissarlœ de Vc~.1e 0011pIage s'effectue 00 lBIiltffi"4lS. Dals
lI1 pr6l'Tlff tetT9S, noos 31'OOS III compiage large a'iac Sm
famé et \Ile tensioo 00 réIérenœ V". ~ VÇI,I = Va, &"'1
$'OOI'"e el s....l se fa;me. NoJs ao.œs lI1 ~)iJs b'lg III
plJs pré;::is cIes faiils ~ ~ V,I '
C HRONOGRAMMES
,
"
S (brlarej = 100 Il, +n 2.
Il,. nl: nombres bir~.
62 . 36 Caractéristiques
• Temps 00 corwer$lO(l T,
C'est le temps minimum né'Cessa~e au rorwertisseur POl/l"
stallillser Urie donnétl numérique en sortie après Qu'une
tension analClgique stable ait été appliquétl il "entrée du
GAN.
ERREURS DANS LES CONVERnSSEURS
Erreur dft linéarité dft l'AOC 801
'"'"
::
Elle se caracIÉfISe P1M" l'écan ma:xmaI entre la courbe réelle
et la dro;tei:féale. Elle esl exprimée etI ~ 00 1V,~~ •.
:~
:: c;-- -:c__- __- .';.
•
• Erra.r de quanllfcaloo
Ele est SOIN€Ilt exprIDée par la vale<.r elficaClJ du Signal &~
QUi reç;-ésentecelle etI1l\J .
q
t, eN " • r;,
-1
~
'00
• Err1l\J cie Irléar:é
"1.S8 _ ~(V~21
'12 t.SB
i
--~
0,.5
lS!I . las1 oIgnIIcorO biI
801 do poido_
IlSlhq
, 1.S8 ...... 1m1'1
••
ERREUR DE QUANTIFICATION
.qI2 ~ 1\, 1\ 1\, 1\, 1\,
"q
-0"
1\,
\1 '\j \1 \1 T,\H --'>J "
v,M
•
2v 3
• Vitesse maximale de ~arialion de V,(t) admise par le
oonver\lSSeUr au COlXS d'tJI'Ie phase 00 COO\'efSioo.
Pendoot cette phase, le sig:\3I ne 001 pas _ 00 plis de q.
"._
(-dV.)
dt _
2".T,
~ -- '
T,: lerrps 00 oool'ersi;n,
n : ranbre de bits du CùI'lVEIissetr.
PRËCISION DES CONVERTISSEURS
S (NI
,-
,
, 1\ Il
\ . II
62 . 37 Convertisseur AOC 1225
'"
OIAGRAMME FONcnON NEL DE L'AOC 1225
• Carac!" .s1 Ql.~' • "lOIOg 'li •
~hon
CU(
101 cs fIO "'A
"_
V....
,
.
--~.'
,-J9.
,,
V""H
,
,,
)
,
-
'
.
-'.....
...
Q-_
- Vi)S' ootlee pem1e>::anT œfe9lel'1€ lflC
• Réglage iii zéro
0,61
Vu:: Io..a:l
'. O,' --~
, > •
- V.i •• V,,!-I,er;Trœ5poSrT,ee;l'Iéga:.,e.
DlGrI ....
0llT
:r--- --r-U...LL-'-r-;----n
12 bits,
Er'Eru' oe 1IIea;!è ~ l '2 ~SB Iqi ::lU ! 1 L5B (..
TefJlls de COfl'<efSiOll , T, ' 100 115
Almentatoo: A,o« Il! D,çc = 6.5 V: V'; - 0,3 Vil -15 V
Faol&:crSOOlma:.on • 25 "''II
R<AIlY
mV--"".""O,-,
._-~---
--
H~l
1
'"
DG/(), A. 1iO : masse 8I'.aiOg ~ et r;asse no..mérJQoo
- D,~:,A.:
:ain'etalœIŒ':r,"~et~
- CU< If): ert'ee ho:;n;ge:
tCul..,.. = 0,3 101Hz
tCoi<-,.. : 1,5 MHz,
- CS selectlOT1 dl. tx:':,er :erT'ee
- RD -denwJde de 19ct\l'9_
WA: écriture
- Ready!)Jt ''I:l Ql.l' que les 00'1~ sont di5pCl11b1e$.
- 1NT: à l'étaT bas Ql,Je la CO'lVerSIOIl est fjflje, lors (j'lJ1e
~ delec!:JIe{RIlI, 1Nl' rt!<'1or'e â ,(i1dt hau:
- V", permet oe detulll l'écalt de toosion 1l'.a)I:'maI erme
V~(~J et Vfi(-)' La réslsuJlœ (j-entrée est ègaIe il ~ k!l
Il es: recomma~oe_ POu" renre en œuvre le :r'CU,T. de
~ les allfIle'l:a,IOOS a1fJC des COOOO1SaIW'S de fatèie
l'I(l(:tanœ 8IJ tantale de ljlF,
BROCHAGE
,
'"
••
.,
=,=
••
••
'.
~
~
,.,.,• •
.,
11
..,;
•
' ... - 210..' . . . 400 ...
,] "0
~
DIAGRAMME FONCnoNNEL DE L'AOC ()808 - 0809
.,
h:! . ,~x Convertisseur AOC 0809
,-
. 1--:,'' 1''*
,! 88o<"/D
.----:::::: '
----- !
'>;:;:"
C'est u~ CAN 8 b:s il8 e!'t'ées mu~ip:e.ées
• Gafact~st,q~es :"'-~
- Résolut()l): 8 tts
- Temps œ001Y~ 100 1'5 !t,'
- SorLe (fois ét;ts 00fIe1Sées
- AUrr~tatO'l Vcc = 6,5 V,
Im~ C~11roode V,.,(+, e: If <1 - = 2,5 kIl
- l.fléar,t~· t 112 q a25 'C
...••..
'-•
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-...'.
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LecllJl'fI de la sort",
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1.$11 , . . . . . . .....
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_ _i
1.25
2,5
3.15
1...
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'toC'"'' 1. •1.'
, 1
' .... /(*0<
_
- - - - - - - - - -- - -u--
-
DESCAN
-
'"
63 Convertisseurs
.
numenques
analogiques
SYMBOLE
/
lJn CNA trad\il ~ I3I1Irée ~ue N codée SJr n bits en
une lJ"andelt de sortie <i1aIogIqI1e lâIe que:
CAAACTËR ISTIOUE IDËALE D'UN CNA
V,"Q .NtD.
q : IJjaI1tllffi 00 lSB M.
N: grmur OO!JlÉrque.
D: clécalage en tension. offset M.
,
o
!lJC 001 "'"
63 . 1 Caractéristique des CNA
N
m, 100 1In t '" 111
CARAcrtRlsnQUE AVEC UN OFFSET DE 112 LSB (q)
V,M
• Temps de COOiefS/{)II (rd
C'est le temps m.nrnum néce1.sMe à !a stabiisation 00 V,
après \Ile trarlSl:ioo.
·"""""
CaraclériStiqu9
~.
E5e est dcnIée pa' la vaIe\l ckJ ~Lm qlV~ La serte V, va
il.gIlIntl" de q asque N !IlICJT8l'cera de • 1•
~D"O.aklrs
V,-q.N .
• ~cursiJn
L'exC\l'SlOll Eeslla différooce 1lI11re V, Oonné poli Ncm et V,
doo rlé poor N_ si /Jeslcodé SU' n b'ts: N~.." ,,2" - 1.
N
112LSB
Offset -
n'F=------~
roi'Cl)1 010 "', 100 IC)) ttO tt 1
CARACTÉRISTIQUE AVEC UN DÉCAlAGE DE 1 LSB
E:q (2"- lJ.
• Précisoo (acClJ(ac)1
e", est l'éo::atl maximal EII1tre la sone théoriQue el la 50rtie
c
,-
"
""
N
o
001 001 C))O Ott 100 101 ttO m
• Erreur de décalage (offset em.I')
La courbe mDy9lYle réelle est décalée d'ooe bl'Indeo.r (V..,)
constante par rappOft a la coorbe de ré!lonse théoriQue.
(Cetle erreur est essentie/lemellt ooe aux tOOSKlllS de déca·
Iage el couran:s cie fuite de partie iNoglQJIJ ru CNA)
MONOTONICITÉ
',M
,,
• Err9Uf de garn
La réponse théorique V, et :a réponse réelle n'ont pas la
même pente.
V_-K.q.N
K=I+ l G.
lG est [',neur de~.
-
Car
- "\q...e
'"
nonoIoniatl!
--;- Nt
N
• Etfer.rder1élJJté
DIFFÉRENTES NON·UNÉAFIITÉS
C'est la IWlélhon iWfGll' de la SMt& t~éonQue de la SO!b&
rMe Cette !l(reIX est domée en LSB ou Efl ,.,
l' LSB
__ M
1\ = EM
)(100.
ocss
'"solse
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,'1/, 1 LSB."
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' 0 "_ c'estl'lJIetJr maxmale eo:re la ...... ~ et la
. . . .Q
Q
N
...... rWe deN.
• ËqJi!toOl'l d'\tI CNA réel
V,-q(1 ~.l.G)[adl + ~p~)+ 28,(1 +.l.P,) +
+ 2'·",.,11 .. .l.PH )]
CONVEAllSSEUR À RËSlSTANces PONOËRËES
R
2R
a : élat 00 bill.
V " '1 -
OR
.'~.,
'R
"
"R
., "
., "
.l.P, : /MIll de lrlé!r1:é rw;wtèe au b<t'
~~ .
63 . 2 Structure des CNA directs
• ~. résIsI.n:es pondérées
Peu \tI œrM!ruSst'I.1r 4 lm, nws aYOf\$ :
J
:!'ICXn'étIients .
"
""
ConYMISSaII' tnpo!aire
•
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- llét.Us de rAU,
r;
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R
a'ol.
•
•
CONVEFITlSSEUR A RËSEAU R - 2R
V,'" -RI.
t
1
1
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V,'" -V/OI'2(8' +282 + '4i, +
0_
1
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R
R
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2R
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"
{
"
1
2R
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- OéfaJtsdes~'R..)
- Irnpetecta) d!
v"".
•
- ObtentlOl'l très dlffldle et ctife des rbstarlCeS R, ZR,
4R ,8R, t6R ..
.
""
CONVERTISSEUR BIPOlAIRE (code binaire déca")
R
• Les règeauJ: R·2R
!
Ona:
·
13'"
V",
4ii"'
.
V",
.
Voof
. V.
II- 8R' 1·- 1SR ' ' 0 ' ~R
v.
V, • - 16 (Bal +4at" 28, +aol·
, dtbté ~ V", est OJIISla'll
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R
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V. _ _
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(Sal + 481+2.,+.oI"V...
m
- O•
.
""
CONVERTISSEUR A ËCHEllE
1 s'agit i;:i d'\Jlf)· écheI€ inversée -,
la réSlstaœe R' • 4/3 R.
V.
V' = "i618as Ha)
+
2R
2R
2R
R
R
R
R
"
l.
m
" ,, Convert,sseur
2a, t aal ,
L'utiisation des r!'Wi>fs de COU'ant penr-et de rme le ~.
tème pkJs oerfornam au nr.eau rap.d:é et précision.
1
R'
DarlS les résistarlCes, stivant la poMiOn des iIIlenujlleurs,
SU' V"" ou SU' V0:;, nous avons des rrnoi'S de coorants qui
~sorbern :
''-----' v 1
1
: courant-tansiOl1
Iv•
1
2' J. 21, 41.
.....
,
Nous deIms wer le l'Of'lbre de bits à 4, ~ l'a~tatlCfl
CONVERTISSEUR À MIRO IRS DE COURANT
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m
{
AR
du nombre de transistors dans les mirOirs augmente les
coorants des bases el • dissymétrise ·Ie montage
"
"
"
R
R
R
1
63 . 3 Converti sseur DAC 800
-t
C'est un cOll'lertisseur numérique aralogiCIut à 8 bits. la
sortie est une so~ie en coorant, i taulia donc rajouter Ufl
con~ert issfrUr rourant -tens on à l'e~téflfrUr, Nous r€Con·
llaISSCilS un oowertissar à écteIIe et lT'iroir \le 00I.I<VI1,
'"
"
(' '1 (' '1 r ,'1 ('
21
RIO
-1 ,-
• f'rn;ipales caroctéristques
Tensron d'aliner1taliO'l: ~ 18 V ou 36 V,
Tc :l00ns.
- Erretr maxJnaIe pleine échePe ~ 1LSB lq).
NQn.liléaritépiY r8WQ(1 à la l€111pérature ~ 0,1 ,..
Consoornation = 174 mWmax.
V.." = ~ 15Và/.. = 2mA.
Directement comp alible CMOS, m, sur les entrées
(
J,'
•
f v.
m
+
+
+
+
+
-...
+
+
+
C<:uanl de référeœe 1"" • 5 mA (u Vroi ~).
VariatiOn du coorant 00 sorbe pa' rapport il la lerJl)éra·
Me:~ 10wmrC.
+
Cooiertisseur l.Ii'lWaire et bipolare,
STRUCTURE OU DAC 800
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64 Algèbre de Boole
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Pour év~ef les aléas de continuité, effectUf!( des recouvremants (grC>llpemoot "" pointillé).
F '''IC + bc + ab.
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65 Opérateurs logiques
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DE BASE
FONCTIONS
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CIRCUITS COMBINATOIRES
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DE BASE (SUITE)
FONÇflONS
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66 Codage
'11 .
6(, .
"""',
.....
On 12vlse le norrbre bonal'l! en tranches de 3 bits que l'on
COI'IYI!tlI1 $'1 octal par ~ scmna:oo pcwldI!.ée
Convention
Pal CMVI!!11ll)I'I, récnlure d'~n nomb'e fol selfeclue par a
;..txtapœ\.(WI de c:hrIfre:s pcmwl chacu1 !Xl p:Ii::Is dé!h carme
étMJ11Sle puswrce M1tère de la base de !Ullèration. Soit,
• " , ., S'"' +1._/
Conversion binaire en octal
'"
s'·, +...I~s' H., s·, +... L!oo.'1 S'(oo"1
• lBs coet'k:ients a ~ cIes c:/l1If!es cie l'alphabet 1UT'Ié!que,
• B est la base de 1'100"88:.00. ~.èe en déc:m1I.
tMQue B. 2 l<:htf.es 0 81 1). e nn:Ie de représet1tal.Ofl est
ncm'Ilé binai'. nattnl
"""',
241.5, l' (2)( tolj (4 x 10'). (1 x ICa) + (5 x 10'"
t
66 . 2 Conversions de codes
66 . :.' 1 Conversion en décimal
PI>Ur convertir un nombre d'une base quelconque en son
equÎvalent décimai, 00 le ~ en sorrvne cie PUISSMCeS cie
.....
''''''''
Soit à 00I'T'0'8III" déclTl!Jlle roro-e 1011
tri
101
110
5
6
<kW
TranslormalO1I1Yefse
7
6
<kW
110
Bioawe
111
001
1
,
011
N1.14 Conversion binaire en hexadécimal
()1 d"1Se le rurtxe bi'Iare 11'\ trarcf'IQs de' bds et l'on efIocIllE!
le scmrra'.aJ pmli!fée.
"""',
1101
1001
Ht'a;b,1a! 0
Tr.rtSIctmaWl inverse
E
9
11 10
1001
"""
."-..
9
,
0011
•
1010
(-.6 . 25 Conversion du binaire mlture! en
binaire réfléchi
POlK IrOll\'e[ l'expressiOn (j'un nombra b'Mire <lans le code
ré~éc/li. on raddilionne nnl retenu. arec IuHrême en le
,Ol~
1011.O1.!,: (21 ~ Ox2! . lx2' + lx2° + Ox2! - lx2'
décaIIIlI !flll/MIII \'lIS la gat.dle el O'l aD!u:bœle d'wftre dl
pU petri pOOs.
: l1,25!l'1'
""",-"
611 . 11 Conversion en base quelconque
POlI converti, I.WI nombre dicimal en UIIe base quelconque
CIl !Mie e f'lCl'It.Ire jW 8 base, ~IS le QIjO/lerlI am: OOt9fIJ jW la
œse, elC, Le l10IlItJe d'rErché est cIor'oé par les reSles Sll;œsslfs,
"""',
Soli à CtXIef en brlate le naTlbre 36,07 :
~
3616'Tâ2
'B0H29
9f.-41 4
4f+
0 2
,
2 2
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1
36!101 ~ 100100lJI
Pw IalllW fIlkttwBlre.' faJl.l'I'I.tpkr cene ~ 1*" tIIse
Le noob'e cherché est Œmé fB la P'JtIe /rtl!fe dl pr(ÔJl.
SoiI:0,07 11 1) 0.07
0.14
0,26
0,56
x2x2x2x2
02â 0,56
180 bJ"raIre nallnll '1<1"- 111
CcrMnCIl 111
+ 111
......
1001
,
Les règles de l'arilhmét'Que binaire ne s"appliqJenl plus au
btfIare réllét:n. 1 faut (!ans ce cas cooverti' le BR en SN.
M . ::!6 Conversion du binaire réfl échi e n
binaire naturel (BR en BN)
0'11»1 de gauche il «oit. el CJl b....... 11a d'i"Je teI~, DII
00 le ~ par sm 0011'::"11181 1 Si la cMre préœdelt. OOIeru
de I·~ br'ae Mtu"eI. est 1.
""""',
13 en BR est 1011, OO'l'$'S1O'l1011 BR
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P... ' ......... Il ..... d V I _ ... , bits, on pIooo loi bà __ ~.
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EXEMPlE : 0 ....... \(Il)1(Oooiltl .. _
Il ;1""'" \101010S<Jil:U '" _
K
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67 Codage et détection de ['erreur
67 . 1
CQDEDI P,'RITt;.
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_.'._.. '.;...=. ._"". ...":'" :'"-. " " -1_--1t--:~~~l~:~~~~~:~F;;;rl
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CODAGE I:lÜI CTIOl' fT COR IU ,nlO" 1'\11. COOl D" HA.\I\Ill\G
Ctl\1>O .. ...,. .............. 1.....,.,* ........ __ _ _ _
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...... - .. _ - ,
...... . .,.,.--:
. . . . _. . _.r. . .
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P, P, D, P, D, D,D,
&. ..._ ... "" ........ - •• ,
100 ~ 0,
L
BlIs 1 1"",,","
,
•
CooslfUCllOfl de P ,. l'" P,
-5•• $ .• $,.0:,..11'_
_ S,. S" l, _ - . ...... h ~ 10 pm..c. 11',.,. .................
67 . J CODAGE. DETECTIÛ' ET CORRECTIO' PAR CRe ICODE À REr>Q'<DA'CE CYCl [QUE)
,
\'
1,,'1111
_IZLII'
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00_ ......... _ _
,
1.I.X).X'.loT
"UI ·K'.,'.,'.,
.J'. 0, '01'0010'
J', l'. J'. J' • ••• ,""10
J ' ,JI, •• 0
" . 1. " . " . ' . ' . \ . ' 0'100'
$' "
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0 .'.0.11100\010
1 '. J ' ,I'. O. ' . ".'.1.0111HI01
,'.J'.,' .•.•. J'.
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• • 11'[.) •• ' . . , , _
''''11)'' ' .... ~_01""'oc ....
,..
68 Circuits
arithmétiques
DEMI·ADOrTtQNNEUR
A
B
1
•
68 .1 Additionneur
R
C'est uo Cl/cuit qui réaliSe l'al1ditiOn de deill: éléments Ill·
""~
ADDiTlONNE UR
Soc! les équa:x:os :
•
S=Mf)B
•
R= A.B
";; i;::I'"""I!:
B,:I'"""Â .. P:
,
, R:
_________ l
R, ' reteroJe ~ dan$ r~. R. reteroJe ~ "'" 1'' ' -.
_ .....
ADDInONNE UR - SOUSTRACTE UR
Pour réaliser l'addition de 2 nombres binaires, il faut tenir
comp:e lors de l'addilklo 00 2 Ms de rarg (n) (je la rele-œ
de rang (n -1 ).
les perfoonarœs (j'uo aMtiorn:u dépeocIent t~ de
caW de la retW!Jll et du <1(Yn/)re d'étages à traverser, soit de
la taŒe des nornt:fes il additiomer. Pour éviter kl retard de
P'opagatiŒ1 on anti:::ipe, (00 rec3bJle). p:lUI' chaq.Je étage la
re\tnJe llIl fCf1ÇliOO cIes liItlmffits lmaires p'océdenls. Nous
ooteoons aIoo lI\ aclditiomeur il retOOJ€ ant~ ()j type
.....
"~
w
742831l1l TIL ou 4008 en CMOS.
,
,, 1_""""1
"",.
68 . 2 Soustracteur
POOl effectuet la dJférence de 2 nombres A et B, 00 acldi·
Ioome A avec le ~Iémen! Iogq.oe de B. et (J) ~ 1
sur la retenue initiale.
A-8: A+8'+I .
"""',
5-2 =3
AlOI
B - 010
A
101
S' + 101
1010
= 011
+
-
41 Re1er\11l mlae
-00:0;"
r«ITE ,
Le ~ ~ s'obtient en i1vEfsalt 1005 kls éIÉfOeI1s
ooaires.
(A ; 1011 ; A' = 0100.)
Poor réaf~ un soostractrur, on utilise donc un inverseur
(ClrCl.il NON) et III ad!iticmetf.
S
~
__
1
_
, _ _ _ _
~
,
A ~S 2
'
~
•
•
•
•
R -1
~
•
•
•
•
.......
~
•
•
S~ApiusB
, - ------- --~ -----------.
~
Table de vérité (je l'addJJOO :
Additionneur - soustracteur 8 bils
w
'
A moins 8
'"
6S . 3 Comparateur
Ces cicu~s permettent œcorrpar€f 2 mots !le nttts charo1
EXEMPLE DE COMPARATEUR
en indiq~ant sur leurs sorties si te premier mot est plus
EnInoM dl COI'IPIIIisoI,
~.
~.
~I.II
hIA.I'"
h , . d hB
.. <.<. .<••••. •• •• •• •• •• "", ", ,,
• •• •• •• •• , ", ,,
..<
<.. •••
.<
.
• • • • " ," ,
.<
.
.
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•
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.<.
•••
. <. .< • .<. " " " "
..<.<. .<.
.< .
.<.
• • ," ,, ,, ",
.<.
.<. .<. . <. ", ", , " " ,
EXEMPlE IlE CIKUI,
Le 4œ5 {ru te 7485 EI:l nu ro:lllCI".e rotEl:lt-res œcanpa.
rasm (A:l, B3 11 M. BC~ tœ sct'.el lA < B. A= B. A, BI et
trois entrées qUI perrœtloot d'étendre .a comparalSOO il B.
12. 16". 4n Ms_ LorsqJe le 4085 est employé seul, les
OOlrées de miSe en cascade sont connOClées comme rut .
(A < Bl et (A, BJ = nveau llas. (A = BI = M'OOU haut.
A:/. B2
"2011
AI > Il
AI ( Il
AI • BI
AI • BI
AI • 81
"1 • BI
AI • 81
A' • B'
A' • BI
. ' . 11
EXEMPlE D'~f'IlIj:
jif
Son à recorma~:e ure adiesse parrru 16. dans le cas (1'1,.1"1
décodage ru bus d'adresses d'l,Ir'I mJCrOsys!eme, vers une
sortie S.
La so'lIe S sera actrre ~oo
;;~~jo ::
AO=BO, Al=81, A2=82, A3=B3.
L'aQ-esse B séIocko:'JOO par les IIltern.ptOO"S se-a • ra:xrn.e •
par le ~ratax qJarK! i Y<Ua dentlté ent'e Aet 5.
.. --
,-..
~
- " ,~
~
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,ïil iil ïïili''1
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Ad
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1
A~',
e:,'
.:11.. 'ri,Wf'f'
1",
,~
7485
" 1--
'"co,
.
~ Il li' li!
",,'
Mootage en parall~e (rapide)
~
!{', B~'
" ,
"-'
-·r '1' ri' rI'
,!~,:~~~~IIi~l!
Montage en série ~ent)
~ ,~
.-.1-'
00
,
~'Orlrïri<rT
~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2 ~ ~
hemple d'applicatlQ/1
ASSOCIATION DES COMPARATEURS
COMPARATEURS SUR 24 BITS AVEC 6C1RCUrrs DE 4 BITS
68. :n:
~
.....
.,.
-, ,,
•••
•
•
•
•
•
•
,
.<.
graoo, ~s pet~ ou égallkl second,
.. ..
EnIréeI dl miIt
" '"
,,~
,
A. "
-1
~'- e:,'
'"
68 . 4 Contrôleur de parité
EXEMPLE DE GËNÉRATEU A/VÉ RlflCATEUR DE PAArrt
œ
....
l'ru COltr«9r l'éct'I:tnge l'Ilformaticw1 eo!re diffé"ent5 saIS'
enserrble, on Ilrroduit !Il bit (je parité 00 dï11panié à l'aide
d'un. générateur de pari té. du type 74280 911 TIL ou
40101 al CMOS{§
74280
68 . 5 Multiplicateur
E..,._,Odd_.
en
Le 74261 est destiné au~ multiplicalions en parallèle. Il
effectue la multiplicat~n b'fl(lire en secood comp'ffi>ent.
cieux bits à la fOiS.
Ce mode cie mtt~oo p!octr€ un gail de temps el (le
p!JissaIlce. Nut~ise l'~thma 00 deux bits à la 100, si.M
d'Ille scmnal:on Paf LI1 we de Walace.
,""""
1. ExaI'lirM'.t deux b~s du rru~ipicatelJ' M plus le bit i:lférieur
~m
Le bit slJivant lI'IIéœx ru premer ~Lit pMJeI est 0 ~
2'1 21< 2'~ 2'1 211 21) z9 '! i '! ~ Z' z3 '!- 2,1 ~ 0
.
~
PP5 PP4 PP3 PP2 ppt
2, Générer le prOOJ:t partiel (PP) COIlVT1 ilQqué par le tableau
PP7
PP6
,
",
Q,Z.~,', '
1, il,J, 1, 1
On utilise généralerTtelll pour cette fonctiOn des U.A.L. 00
encore les cloots TIL ru type 74261,
PP8
Hontn of"",,",," et 1
III rIivu.Il-.uI
H .... , ~
d·après :
Table de vâit~
,,
o,
,
C
! Even
,
Génératwr/CO<ltroleur de parité
pour 81 bits
"=w
, "M
,,
C
Ev""
o,
,,
"=w
, "M
,,
,
,,
,
,,
,o
,
,
~
o
F
•
L '" Impair
~0d0
fi "'mpair
l _ Pair
, "M
l Even
Vers les autres
LS280/S280
.,
},
"
bit de sigle du produil ~nal avec sa valar.
DM
•
,
•
Exemple d'algorithme po!.I M x 8 al/OC M= 26: B = Z9
M=29:Q1l 101
8:26:011010
00000011010
111100110
0110100
: 01011110010
Bit de swe
La somme des prOOlits palJeIs 00rvle le rèsUtat SOlI :
26 x 29: 7$4 :01011110010 .
! Ever>
MUlTIPUCATEUR 74261
3. Disposer le prOOUII partiel en :ndexanl chaqoe deux. paces
pal ffIIl!lM iJj prcâJ~ 00 poids Il'IIériEu $\Juant.
4. P!aoor le bit de poKIs fort ru prOOUil partiel à la place du
TTo10- +18 _
1 110 _ - 18 _
011
_ + 28 _
H _ Pair
H LSZBOI
"=""
, "M
,
•,
"
,, ", ,"
, ", ," •
"
"" " , " III
"""
H ._t>aul.
L • n.. eau 1>1••
X _ san. impottance.
040 ... 000 _ oWeau logique
cie ~ mam& SOI"Iio avant
la lroru:itiorl r>iOgaIiva de G.
84 ... Ba _ ""'-'logiqLlfl
cie 1' _ B iOOiquM
<je rnultipicancje.
....
""
••
ih
'"
68 . 6 Unité Arithmélique et
Logique (VAL)
èiorneI1ts b<r\ares. ~:re Ms de sortJB dIru'Ie!ot le résl;<tal de
l'opéI"a:'oo e"ectJl\e. Un .,I-ée. re~erw..e .,trame • peu les
l.8s trOIS Pli' ~' opeta:D1S IIi1!"ieIk;e.; .iIddtW't. III sous.
IJact,on et la compara~n. a.I'.SI Ql.>e leS opetatKWlS logoQlA!S
lII& SQ"JI! de aebr)œ el ~ le 00xt0age de ralSQ,œ
~: 00. 00. MIlO, NOR e! XOR 100 e:d:.o$I) som
~ IB'IS 1.1"1 rr4rrIe c:mMI a'rl
œCOtIStrtuer r -nté oYi1!\.
~tlQlI!! et logIQUe IAlU). Cet organe de ca cul est une partte
ntérp1te des l.Dtes C«lIrale:s des mcroprocesse\lS.
L'opéfatLon Il ~ff&Ct u llr ast sélectioonée par des entrées de
commanœ. La maJOr,té des nCUIts possède tr0l5 ou qIlatre
enries de séiectr:ln. Se CIllA pem'\eI des (llérat<:ns $I,f QuM
lU :1( 1
a
•
f'I1()1aQ&S Mcascade. 1:111! sor:.e. rel. . . saurIe· pMs bt el
"" """'"
Exemple lM(: II! cin:uitALU 14181 mou40181 CMOS Im€Jne
h:«:ti:l1 elil'Mle ~)
Le c~CUl174 181 est \l'e unité IoglQlI!! et arnhmétlQJe li 4 Ms
conlrôlée par es oolrées œ fonction SO i S3 et un motle. de
ccntrOle M. Peu t.I = l, lecrrui etfe:2IA!les 16 ~~;
SI t.I • 0, 1eftectue 32 opél3lil:1I\S WiIt'rnétq:Jes ct'!è'entes.
M.'
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C• • l
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f • • ,... .... ,....'
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'.(A·II .... ü ,....1
'·u
' . \A · 1I . . . ,....1
,.\A· II .... ... 1
',... . .
~. I
00II"- _ _ _
69 Multiplexeur démultiplexeur
Si l'on €(JY(II8 il. ootance les rooonallons ISSUeS d'(Jl \!l'and
nombre 00 sources différentes, 00 rrkJItipleJ:e l'illormation
poo.r ~ transmettre en sb sur U'le seuls ialSOO. Al'autre
emérnrté, 00 ~t aSSUfe le dénUtipIe.>:age et rBSlltue
l'i'lformation SU' des récepteurs homologues des émetteurs
Des CirCUits mutliplexeurs réai sent le ml.fitiplexa!}e, et des
decOOeIxs les fooclloos Os œmJluplexage
EXEMPLES D'AIGUILLAGES
"
,
> ,
7451
69 . 1 Aiguillage d'une infonnation
... ...
s,
s,
la sélectoo d' Ille i1foonatœ est réalisée par les prodlJlIS AI
sel Aet 8, sel 8, etc. el la réoob1 pa' le 00 cie œs p-cdJits.
ElEIIPIIS: a. On peut réaliser une sélection à l'aida d'un
ctcut combinatoire formé de porte ET ou bioo dJ type 7451 .
Table de vér:te iii l'OO1:age :
... ...
" " • • "• " " , • '.
" " • ,
" " , , ',"' b.
" "
" ""
b. À l'aide de 2 muft~ 14157, on peut a~ Ya'S Ille
sortie Btlits sm Ille rnormation de 8 tlits l'9I\YI! d'm mon·
tage A. soit Ille i1fCtmalw de 8 bits '/a1alt O'lJ1 mootage B.
La sélectm s'effoctlBa 11 l'aide de l'eotrée d'Ittlitioo el de
l'€fl!rée séiectioo (;'of f!!psi.
69 . 2 Multiplexeur
Un multiplexeur tI\iI,se le prilcipe de l'aiguillage.
C'est un cirCUit à 2" entrées d'information, n enlrees
d'achsse III Ille SOrIle. Si on a~ lJ'le adresse i SU' BA
18 étant :e poids fort , A le poids faible), l'état de l'entrée
(1'lltorma:k:ln (je rang i est affiché iJI sor1le.
Généralemenl, un multiplexeur comporte un décodeur
d'adresse et des portes permettant l'aiguillage.
PR INCIPE D'UN MULTIPLEXEUR
~--------
,,
1
0
A
1
0
0
s,
E,
E,
r-'----- E,--- ~,,
Décodage S~
,1
S,
l'adresse S,
"'
Sélectk>n de
l'eotrée
1
0
,
0
•
•
•
•
69 . 3 Décodeur
C'est un ctCI.it à n entrées dites d'adresse et 2" sorties oU
ure seufe esl active à la lo:s. Le rang de la sonie actNe
corr espond à la valeur bin aire altichée sur les enliées
d'adresses. Ce CirctJit s\rtil:se essentl~lement pour cholstr
un seul élément parmi 2'.
EXElfIW œCIÉCOOEIIIS ,
74154 : déo:xleIlr 4 vers 16 TIL
451 4 : IJécodeI;r 1 vers 16MOS.
1,
0
l-------- ------Ts ______ .1
Regroupement
.. 1
EXEIfUS [)E JIU1I'I.m\FiS,
74151 : 8 ef1trées vers 1 SCtlie m.
4539 : double mo~~lexeur 4 entrées 1 SCtlie MOS.
1,
,
PRINC IPE DU DtCODAGE
j ---r=-",,-3:.: r==L-----
~~I';7J, i
o
:
'--v--! 1
fj~,- __ s, __ j;,___ J
S,
69 . 4 Délllultiplexage
'"
EXEMPLE DE MULTIPLEXEUR 74151
I)J ut~1Se poo.r cene fonc:.oo :les oocodevHlemu tplemrs.
EmfU Of oEw.TJUXAGl:
Ut .rSa:OO du oote "41 55 ~ OOcodt!Ul" 00 œnut~e\I 3
letS 8.
En réLrissant e1tre eI!€s les e'1trée$ le et 2C am' que les
e1:rées lG et 2<>. on realise!Sl cIéco:Iett dérrI'~'t:Jje (e1.f 3
EL ~ ""!rée de
-~En m<><le dé<:oOeo r ÇI(IY).
de valioollOtl.
- E~ m<><le <lémul!opIe>; .....
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de la """"""".
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... CIL 24
VOD 24
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Schmr.t ~ un cyde dï,yste-e5!s
~--;,,::::::·~··,,;:,:"--iô
lo'I'l.C.I TJ;)NS :
• 'l1IS8 en foone d·\tI signal..
CyeIe d·hy$I _ _
• "oroge, osciI.a\fut!voir § 45Aj.
• ŒCUlt de raa-d
Ë'.mmation de$ signaux parasltes
Eni'"
""'.
Uliifsalion <!Il inler1ace
Àla lIlSe SM len5IXI.1a capaoté C Si! ~ COITW'I"W<I un
o:;ut-cro.it. la tOi'lStOl"l d'entree du t~ est nuIe. la SCI1.e
es! 00 rmau haut_ La ~te C se ct.Tge il ,'avers Rsoos la
lIJI'\SICti VI); et ~ le Mœu de ~t V, cL lr9.jer
est alle,n. la S01e r8l00-0e il O. Le sys:00ie klgqJe a donc
reçu. il la ffiiSe soos tE!l"OOl, ~ r'l;)lMl de remse à lBro
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71 Registres
7J• 1
REGISTRE DE MÉMORISATION
7 1• 11
REGrSTI!E À BASCULES D
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Décalage logique
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Okal_core ........
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Oécalagot co-ru...n.
à IjalJCM ". 2 pu
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Décalage circulaire
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DÉCALAGE NUMÉRIQUE
Slr.. _~~q. ".i~
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~ d'loo pao i p>:bo
déeI1oto 11' ... plO 1 _
00001010
10,,,,
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OQll10101
-
loi 0191. 111010101
- ".,.*y".,......... -
_101010 1. 161, 10101 _ 0
10191010101. 1. 101
A.S.2·.20
Oécalagot <10 2 PO'
• gauct"le
o.!ca!aD<l <10 2 """
R.2'.2->.&
il ct"oile
Décalage logique de nombre
09101910 ..
EXEMPLE: tIOl_
R .2.
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HM - . bIto IN 1II011ipIi<o1io... <i>isiono pa" poisuonco do 2 .. <tOit
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BIDIRECTIONNEL 7~198
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biditKlÎoMol '.,"porto d.. lOir'" por""It, dtu •
010 puclM. d.. sorlin ,.,..... ,!!ou •
,OInIIWId. Ile ..... d. I_ _ _ "'"'" d'tII.....tol
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{CIoarl 01 ......... <l'bor1ooto.
LH ..,;.tm """"",do",",,, ....... do IooIClloo".m..! :
• a._~~ ... """
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. UNI VERSEL 4Dl'N
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para/IOIt, ... cIOul. 1 _ ... 1 poeM. d.. totrtoo Mrio .1 .... ..,Irio
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72 Compteurs
COMPTEUR ASYNCHRONE
72 . 1 Compteur binaire
asynchrone
Dans ce type de s:ructu'€, l'IITHl'uISlOfl de progress:on du
compteur est apPliquée wll'entrée d'horloge du prem'er
étage, les Mt~ d'hOOoge des autres bascules ~t ~
s;gnal de sortie de 'étage P'~t.
a,
o.
les compteo..[S OOaires SO!1t classés en deuX catégortes :
• Les compleuf$ nynchrones.
• Les compteurs synçhrones
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• la enletr ~ COOIpleur : terTJIS de réponse d'un baro.Je
mUtlpfJé par le fIOIllbre 00 bascules;
• entre 00ux corrbœ'SOI"s stables, i peut apparaître l.(1e
combinaison sans signification à cause des temps de
l -==~~;==-~=
propagalKln.
Compteur asynchrone avec bascu~ JK
00 ---
a0 ,, -
Compteur asynctvone avec bascule 0
T2 . [~ Fréquence de fonctionnement
COMPTEUR-OÉCOMPTEUR
1
quence maxJl'I"I3e de looctiorœmoo\ 1· 2r E 6,3 MHz.
71 . 2 Compteurs synchrones
Da1S Ja structll'e S)fICiYaœ, l'horloge eslla même p.xI tous
les écages , le basculemel11 de toutes les œscUes se lait a'1
même tllffiPS.
"", a,
Do 00
-
"0
D, Q2
",
a, P-
00
a,
Commande 1 comptage
Temps de propagatiŒl d\J bit de poids le plus fort ldernière
basaJe) :
Dp : t9llllS de propagaboo d'Ille bascLAe
N : l'I(lI'l1b-e cIs bascules.
SI Dp est de 15 rIS, un compteur modJio 1614 bascules)
illla lJ1 retard propre de T" 15 x 4 " 60 rIS sot Lœ ré·
•
€
$
Peu dècomp:er, 3\IOC III COO1p:W asyTlCiYone réaksé avec
des bascules JK, i suffit de reJer la sortie 0, de la basClJIe
de rang i à j'entroo H, t 1 de la ooscukl de rang 1~ 1 et noo
plus O,.
On uhllse géoéralemert un mootage multiplexeur à deu~
en:rées l.I1e sortie pour réaliser III COOlpletr·dêc~tw.
T : tllfllls en secoooe,
a,
A,
O.
72 . 11 Décompteur binaire
asynchrone
o décornplag.e
{i
•h
,- " a,
,-- ", 0, h
"
.. PJ
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• 1>- H,.'
' -
K,•• C"
'r'p-
COMPTEUR SYNCHRONE
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0-
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, or-
n . J Diagramme de~ temps
DIAGRAMME DES TEMPS
Of""
le~( ~ ~(JWI f:W8S8"1 des !!\aU '.ra'!
marer.t des C(XI1ITlJ!aIOO5, AIlsI pour . . de C m 1 aC : 2.
~ passe p6"(lTllI1 ~ rfI pa''-etol:: _ O.
~lJ'Tl""o/!'l'" It~ $)'UJOI~ ~ ~na:::as O'é'.a!s
tT.si'.()'!S ~ les élll}BS baso.iem r 'rh tM'CS EfI
tal!. Il n'9f'I esl rl9f'l. el ,'on !Ibwve tg_ent d&! états
tril"SI!Or&S Le re:acl <10 8$1 ègiII a 1... IXU' 0: et r...,. peu
O,4Iolu'S OoN6'1!cf'El'Il'"\e$.
R!lWIQlJE : IlanS
un Comp:CLX aprOQIesSIQ'l s)"lct'rone, ct'
trCXM des r'ies audafes 1c'ager«1. r'..;:e a (,:,
) 01-
,yno.::tm'e !li ~ones
• Si .'eIllle(; ae rem'iIe a1èrC (Cie;;r; O'u, cocr.pta.r est
IS(."CIVQ'W. œIa srpf.t ()J'tIe q.., èS ca œ
blsc".Ie, rxlepedi 'le! (le ''I"at';je ltl s.;l/II ~~ a
cere MIrée mer IJJSStIit lU relate ~ PO'1es i'tle-rres f:W8sJ
1005 les
é.
aIefO
• S. l'entrée C/t..r e,t syr. ~, Ile ao; 1 Sl.- les el'lII'ées
syllJW«I iD. JQde::1\a(J.oe ~ Le Sig'-3I ~su
CklêI' d!lc:c:n'leCte la ct\air1e de rete'ue Ir. f..Jr. '~It CSlI" Dou
01 su JK, de façon a>w~ le ~ il 0 dfllCUIleS
Mages des ,lA, lU5IOI'I (f~ se ~ .u-a.
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ALlTOMQOIFICATION OU COMPTEUR
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72 . 5 Emplois des compteu rs
intégré!'>
Il ,rrporl8 pour se ser,,, çQrr&ç\ell'M! des compteurs
io1!égrés, de bi6I'I cormlre If<,ts carac:é'.st.Q.es
• ~~)"'ICMJ"e 00 lS)Tdrone
• Ba111m!ie!les temos : CO'IYIVe-I·' SU' oIl!r(J1l rr(fI~!
ou oesctn:iaIll, reteroe, rrkrllT'tIIl, rra;olT:,ITI? e:c.
t",) ;
• \'OIf les >wcdt)mes de Qslro..to1 d'rm;,ge peu
COIT'Ç~,;..1S,
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Comp1age de 0 à 8
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CYClE INCOMPlET
V (11
n .4 Automodification
Eles·etl8CT...eenUI ,11 d$sortI!SO.,O!,O~ 0; 01.
CCl'Tllteur lM; QJ Sil œcodagc el er iIIlIJWqual1t do'8C'
te'T'9fll les 1ctl(Jjt,ons ca.... oes $li les 61lrees ce il"a"(II: 11
, 'e.<"ISf à HO l\:lad. 0Iar1 QI; !le ;);",:ées A E! C O.
EXOF!.E ~;u& le C01!er'\. :li cwpt8UI 74163 1:)1 4(" 531
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EXE\IPLES DE CO.\IPTEl'RS rrL
TYPE Ole CO~' PTEL'R
DIAGRAMME LOGIQUE
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~OCtlAGE
c• ....- BCD HI .... titIii cIo..,ut NI<\IiN 1,ldo ..,". D, ' poul iIro
"09"'~iÔ '10"," ln ....... tinIno présooIH ""..w.. P .. por\In1lo
Ip ... ~(lood) ......... ~
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te : _ .. _ _ Ir.... Wj.
~I
:
r.flili
~III
,
73 Mémoires
Une mémo[e est U!l diSiXlsit,' permettant de stocker ~s
iIllormalioos IdoM~S). lorsque rOll veut accéder il une
damée, celle-Ci se trOU'lera à !.l'le ad-esse dans le dispos,l.i.
()l diSlflgue deux l)pes de mêmo;res :
• Les mérnoIes à acœs alê<iiQte {mortes ou villes).
• Les méIrooes à acres ~tels. Dans ces mém:liI"t<S, 00
n'arxède pas cIirec1ero€f1! au mol cIlerdlé. les informatalS
dcMm œ!ler iJsq.J'à ce ~loo <WfMl au poIlt rec:herc!lé. PEt
~.Ies disq.le11es (floppy Oisk), les tis(JJeS durs,
ORGANISATION O'UNE MËMOIRE
""'-
Comm~œ
(pour systèmes synchrooos)
(écriture ou lecture)
(écriture)
EmrM
."~~~'~"'~"31m~...~~rn~l:::~~&m~~.~
(stockage)
(lecture)
CS (ch ip sélect)
Décodeur d'adresse
Adresse
STRUCTURE D'UN E ROM
, ,
73 . 1 Mémoires mortes
Elles sont 11 lect~re seule Les informatioos ne sont pas
perdues brs de la coupse de j'a1imentatiOll des cirrol!S.
R
R
73 . [[ ROM Iread-oo'!-rnem::lry)
Elle a é~é proQr3rOOlée ~ le fat:fm et son programme ne
peul être modifié.
Structure des ROM: 00 uWise le prinCijle des matrices a
dOOes.l'interrupteur d'adressage est coostltoo par 1I1 iller·
rup:eur statique {t!anSlStlX).
, , ,
,
Adresse
50""
Le mot n' 2 qui a é té sélectiooné (adresse A,) restitue
EJemple de mémoire ROM TMS 4732: rroo!fn,:j'e de tedr1ob;Iie ~ de 4096 x 8 brts, ai"nMtée SOJS 5 V.
l'irnonnation de sort;e 1001
73 . 12 PROM ~IeROM)
SYMBOLE OE LA ROM TMS 4732
Elle est Mée lICA1 enregistrée par le fabricant. lorsque celle-
M
d est prog~, on ne pelll pkJs l'effacer
"
'"
Structure des PROM : i exiSte deux 1edn:tlgl8S. dœc deux
méttx:des de ~tkx1 :
• Deslructioo cie IUSIbie pour les PROM à fuSbIes
L'utilisateur programme sa PRQM à l'aide d'un program·
malet.r de POOM. Son fore est d'appiquer à Ia~, alll:
a&esses désig:'lées, des Iffi!l'JISIOIIS de courant par le b\Js de
d:lnnées QU détn.woot!es fustJles ta où roo \'001 modifier les
états des points de come.rions,
Selon les types de mémoire, la valeur de l'impulsion de
COllant vane de 10 mA à 1A.
• Coort~~Clitage de jo'lctbn pour les PROM il jcfJcbons
La modificatbn de l'état bgiQue d'I,I'\ iX*1t de comexior1 se
1era en étatlissarrt 1,1'\ COO1act là oU i n'yen al'al pas, Cet:e
t&eMolog;e est appelée: migration par avalanche induite,
Exemple de mémoires PROM :
PROM 0512 de HarrIS à fJSib~es: 64 mots 6e 8 oos.
~
,• , .0\16 x 8
M
M
M
~
M
M
'"'"
~
-
. -'-
"
~
'"'"œ
œ
co
œ
STRUCTURE DES PROM
PROM è fusible
PROM à )onction
'"
73 . 13 EPROM (erasal:iePROM PROOe~)
MÉMOIRES EPROM 2516 ET 2532
C'est une PROM elfaçable par un r3yomement ultraviolet
Wlteose.
S!ruc:1ure des EPlIOM l/lEPROMj: \Il9 EPf()M estll1€ mémoi"a rrcrte Q.i se ~ a rade (flI1lXtIJ<i,ITi"ite.x de
PR:)A. Le pM: lIIém;ioe es! réalsé il j'aide de traIsIstll" FAMŒi
(FIoatilg ~e AvaI<I"che rjectm t.K:8). C·est lSl trolllSsicr MOS
canal Pdans Iequ€lla grJe n·est ralée à 3UCUl condu:::teur.
SI on soumet les électrodes Soorce·!)raln à une tension
rn~. lJl elIet d·av~ se p-orut entre le dr3II"I
{PI et le substra: (N) et par e1el • to.lf'llel • des éIEdrCfIS 5001
f1jeCtés dans la gnie {flottantel.
LorsCJl€ l"inpulSiOO d;sparait, les électrOl"lS QI.Ii se trOtJvent
piégés darts la gltle Ile paNffit s·écOOer loot S€l.Js. C"est
corrme Sile trans.stew- était o::wnrnandé, la grlte · polarisée •
proc1it 111 canal P et le trans.stor est passatlt (S ~ 0).
$oo.JrOOa à lJl rayoonement uttrll'liolet, elle s·eflaœ.
"
•
"M'
"
"
"
•
"'
"'"' ,
2516
,
• "
• "
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B
M
B -
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""'" "'" ""'" eo.-.o._
2532
0
0
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l'01Rii.l C~_._
.... """1 ....... _
Q\_ao
'.
"' '.
-,-
."
.".
... ....
~
Exemple de mémoire EPROM :
2516. 16 kiobits (2048 x SI. 2532: 32 kilcbts 14096 x 8).
2564 : 64 kiobits (8192 x B).
MémOOes MOS aIinoo:ées sous 5V.
Brod\agoe compa:ible avec les ROM 4732.
Enttéelsortie compatible TIL
Coosorrvnation 50 mW en veille, 4()() mW en kn:t0"Jl1
&nie 3 états (bus eotm1ll1 EIS).
En lX"oga'lllTlatoo. tIes Si[1Iau:l: m de tUée 50 ms ellI1€
tension de 25 Vsont néœssaires.
M~M()jRE EEPROM 5213
Tableau de fonctionnemenl du la 5213
73 . 14 EEPROM (eJedrJ:;aIyEPROM)
..
Bles sont prograrrvnables el effaçables électri(JU9rm."lt par
CE (18)
l" utiSaletr.
Structure des EEPROM (EAROM] : ()n utmse pour ces
mémoires un t'ansistor spécial, le PlNOS qu' se sature
e~actement de la mérng façon ~ le transistor fAMOS. mrus
QlI se bkJque ~ effet • t~ • i:Irs a'un elIacement soos
l'effet d'ISle 0'll1JllSiOO é!ectricpe.
On utilise l'EEPAOM dans IOIJS les sys:èmes où I·on est
cootraint cie lTJ()(fofier. relatwtrr9lll ;oove~t, les paramètres
dans III lX"C9"arrroe lXlOYI1e : ca:sses eneglStreuses. p:mpes
à esseoœ. etc.
Exemple de mémoire EePAOM · 5213:
la mémoire 5213 est lJIle EEPAOM de 2 k x 8 bits alina1tée
sous 5 V.
Une ~UOI"I pendant 5 ms de la dcmée est néœssaire brs
de la prtl9ratmlalOO de la métooirs. le temps d'e~acemenl
est infêrietx il 10 ms.
.H
"
"
"
.H
BROCHAGE
"'"
'NI: 121)
- - -•H
.H
.H
• :1 v
_t:: ....
" _1t!V)
~" EnIrin"
$VI
.1H
•
260
73 . 2 Mémoires vives
STRUCTURE D'UNE RAM
.v
Les informations seront perdues à la coupure de l'alimentation.
RAM statiques. La cellule de base est une bascule. Il suffit de
maintenir la tension d'alimentation du circuit pour conserver
l'informalion.
RAM dynamiques. La cell ule de base est la capacité de grillesource d'un transislor MOS. Si on ne veut pas perdre
l'information (décharge de la capacité), il faut· rafraîchir .
périodiquement cette cellule.
03 ;t1 »--'-{"
r;:;
04 Écriture
0'
~::-1B lecture
QI et ~
A
a' :tlH..-"--f<t:l: 02
Q3e1 Q4
MOS
charg&s
Décodeur
" ~
_' ' ' p50 %
l~I=CE2= H )
sb; r==' """""'"
'"
""'"'"'
"""""
9 """
~
Entrée R/W
1
Al
HU
~ Muhiple~eur ~
U
A2
AJ
l
l
H
l
l
H
H
ST CE , Vss
li1
r
lecteurl
écnlure
'"
A, ,
,L-'
'y
.
H
D...
Mode
z
z
Invalidé
Écriture
Invalidé
Lecture
Z
Egal aux données de mémoire
H: é'.a1 HAUT r.ens:on la f*.tS pœ:J':e). L: êta1 BA') ~erSlCf1Ia roons posiIr:ej.
Z: élill halte~.
1
Possibilité de
changement d'adresse
__ tSuAl ___ tsrn _ _ tAR 1--(CE , =CE 2 = H)
50 %
1\_
121
le
-~
''''
Entrée Rf W
Sortie
______
Doo,
L -_ _ _ __
50 % Adresse stable
Entrée ST
Sortie
- -- -
"
C'll;Uit de
Chronogramme du cycle de lecture
D in
l\ valides
A~ 11
~A
HAlfT et à la fin du temps d'accès en lecture. La sortie 3 états est
initialement invalidée et passe toulours à l'état BAS avant la
validation des données. La sortie est invalidée à l'état impédance, si
aucune lecture/écrnure n'est en cours ou si R/W est à l'état BAS.
R/W peut rester à l'état HAlfT pendant un cycle de lecture ou à
l'état BAS pendant un cycle d'écriture. Les données de sortie ont la
même polarité que les données d'entrée.
14 ;-;~ I::OF
- -- - -SO- "%'V
Do~nées
=
....
.r-~
Entrées
'J; Possibilité
de
l'
chang&ment d'adresse AOà As
. \so:'C L
(1) tSTIi trin = twc mu. - tSTl trin ·
lecteurl
écl'ilure
données~ 1
100"""
l!J~@J~@J~lLJ
- 'm _ 1
~
c;,.euit de
1.tampon
MémoireJ
de
13D",
HEF45058
T\
----'1
Multople;w:eur
TABLE DE FONCTION
'srn----l
'AR 1-~
50%
nu
~@... ~
ST, CE" CE, R/W
Adresse stable
Entrée ST
RAM dynamiques
Réseau de cellules
mémoire 8 X 8
1000e
Chronogramme du cycle d'écriture
Entrées
substrat
m duMOS
, A.
2 A,
3 A,
• ST
BROCHAGE
Ao
CT
SYNOPTIQUE D'UNE MÉMOIRE (RAM 4505)
• RAM statique: le point mémoire est réalisé avec une bascule.
• RAM dynamique: chaque point mémoire est réalisé autour d'un
condensateur chargé (n"eau 1) ou déchargé (niveau 0). Pour éviter
de perdre l'information (déchargedu condensateur), un système va
lire le niveau de tension aux bornes du conden sateur qui le
rechargera évenluellement. C'est le processus de rafraîchissement
que réalisera ce système.
Exemple de mémoire RAM : HEF 45058 (RTC)
Le circuit 4505 est une mémoire vive de 64 bits, 1 bit/mot,
totalement décodée et entièrement statique. La lecture ou l'écriture
en mémoire n'est possible que si l'entrée d'échantillonnage (ST) et
les entrées de validation du circun (CE, et CE,) sont simultanément
à l'état HAlfT. Les données de sortie ne sont disponibles sur les
sorties de données (D",,) que lors d'une lecture ou d'une écriture
en mémoire, lorsque l'entrée de lecture/écriture (R/W) est à l'état
Aoà As : entrées d'adress&.
CE 1, CE 2 : entrées de validation.
R/W: entrée de lecture/écriture.
ST : entrée d'échantillonnage (strobe).
0.. : entrée de données.
0 0111 : sortie de données.
CapacM
Dra;n·
~eclure)
transistors actifu
Flip flop
Point mémoire d'une MM Mos (principe)
73 . 21 Structure des RAM
AoàAs
Entrée
(êcriture)
Sortie
tSTL _ _ _
1
tAC
50
• 'ACe •
(1) Sortie à l'êtat haute impédance.
tPHZ tptz
111
(2) t STH trin = tRemu. - t STltrin "
73 . 3 Piles
Les piles S0l11 des mémo~es formées par un empilage de
reg istres de mémorisation. Quaire registres 5Up€rpos.és
de 8 bds constl1!Jenl une pOO cie 4 roots de 8 bits. Ce Qlf
diffâ'eocie les Civerses pies, c'est la façon d'i1tro(bire puis
d'en extraie les informauons. On distirlgJe:
• La pile FIFO (Ffst In·Frst Out) cms laqlle!Ie la premiiJe
information introduite est la prem ère extra;te On l'apoel:e
égalerl1e!lt , fie d·anen\e".
• La pile LlFO (last ~·FJst Ovt) dans laqueIe la derrlière
inform ation mtroou,te eslla prem,ère extralle. Pu isqu'on
~ par le haut (arb.1rair<mentl et qu'onla vide égalE:vre1t
par le 1la\.1, celle pile a é'é I:a\lt.sée , pile à ~t '.
Exemples d. mémoires FIFO
M€more 16 x 4 bits 7t222 • 224 • 227 • 22B
Ces rTlÉIT«es S01I des féstw( crg<nsès EI'l saze rmts de 4 bi:s
doon as jlEI..M:rt êo"e étam EI'l~ de 15 (m +1) rrots
00 4n bits (ru n est le rortre de cmits EJ1 cok:mes ~
el mle rort:re de ci"w.s EI'l r.nJS ~, mais des portes
eIlOO1eS sont ~.
PILES
-m
PiM FIFO
o
o •
CD
••
~
,
D ......
-
FlFO - BROCHAGES
'""
,~,
• L.
APPLICATION
E<l"-' •• 8"..,.. .. '6b1to......, ",,"LS<U
.......... . _
""".,.,...... .. ' O"'(pOrn 2 _
LSOoII:'_·
'"
73 . 4 SRAM ZEROPOWER RAM
(SGS Thornsoo)
Ces RAM SIal -Ques non l'(IIatües en CMOS pœsèdent \lie
cel'ule intégrée M ,:hium qui assure la prégelVation des
dor'llé€s {tlurée 00 la celfUe iIliJm: 11 ans).
SAAM : MK48Z88k x 8
Hom _
,
"o .. A.,.
-~~-~
..........
,
'Ii
Cycle d-écnt\lle convfrrllionnel, Peuv&nt être utilisées en
remplac<vneot des RAM et EPAOM cIasslque
Elemple de memoire SRAM : MK 48218
'œ
~
Table 00 véri:é
--~-'d·_
000 00,
~
~
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EnWooo , _ " , _
~
AA,.,·_5V
"-
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MI<-'SZ18
00,
v.... · , . - ............................ "
v.., _
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~
_13Vj
00,
MËMOIRES A ACCËS SËRIEL POUR BUS 12 C
,,,
'.
73 . 5 Mémoires à accès série
-,
~
1 s'agi!, C, 00 l'Ilémo<res ertemes à accès 'lia lI1e I1terface
sérlele. Cette htlJ'aœ basée SUI 00 bus biliaire pemlel une
C(Jllll\U~:ion bidirectiŒvleie entre différ€O'lts apparei:s.
Les ST24C02/Q4/08 sont des Mémoires non VOlatiles il
WJreléa~llTe d'~ capacrté de 2048, «l96 O\J 8192 bits
organJSés en 256. 512 ou 1024 mots de 8 bIIs, ce soot des
EEPROM en tedn:llogle CMOS.
..
'
ST2'C02.'
ST~SC02.
,
~
~
'. .:l
~
~
~,
".
'.
~
ST2.cœ.
'-'--
'. :t.' ST24C()fA! '. ,.. " ... "x",
"""' ~ ."""
= " ST25CIl4A' = "'"
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.."._-..". -.v..'.__....._.....
- .~
.,-..-'.
œ
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~
~. -
>'", - -
EXEMPLE DE MATRICE DE MËMOIRES
Module de mém oire OMM 256 k x 9
Ce rnor:tule ~ d'~tor la "'"""'"
d'un rni<:ro-ord. nat ......
73 . 6 Principales caractéri stiques
()1 cara{;1értse ISle mérnooe paf
• Sa capacité: rIOrnbfe d'éléments binaires stockés.
• Son organisation: nombre de mots, rlOIl'b"e d'élêrfl€fits
par mot.
• Son mode d'accès:
a. Accès ~atcn . l'ordre de su:x:ess.oo des aaesses peu!
être q..oeiro"qJe et 1'00 accède à l'Ilformaron tIéstée en ltl
1efT\l$ constart.
Il. Accès s€qtJootiel : l'ordre de la SlXœSSOn des adfesses
est prOOé:ermIOé€ et l'on accède à 1'i'lloonatlOO désirée en
lt1 temps d'atr.ant prus oog QU€ l'adresse dés~ée est
pm
é1cglée de l'adresse actuelle.
• Sa yitesse: I)'l d,SlI"lQl.le deux paramèlres.
a. Le temps d·accès. durée d'obleflbOO d'une information
après Ufle deo"Jaode de lecture.
b. Le t9l1llS de cycle. ruée mi"m.Jm séparant cJew: appels
StJ::œSS,fs à la méITJoJe pot.r ~ lecture 0t.I cne écrm.te
• Son mode d·adressage.
===="...
I I _ l e le.tan:Iard SIMM
~. le Inl"", ~ Memory MmoduteJ.
EXEMPLES
74 Interfaces
EXEMPLES O'ADAPTATION
~ '" l ' ,----,""
j l ' IC"+-
Dans toos les processus iodiJstrës de fabrication, i faut :
• adapter électrquement les signaux ;
• protéger les usagers et les matér!(l!s contre les chocs
éIoctrqJes :
• ém'i1er les sigwx parasites (emironoemenl t:w,oarn) etc.
La résolulion de tels problèmes lait appel aux Circuits
d·intr:«açage.
'~=+7'1 ' 1:~: l ' 17 ~'œ
74 . 1 Adaptation MOSfITL ou
TIL/MOS
'00
R
Le circuit HCT [CMOS rapide 74 HeT M) est compatible
avec les crCUlts TIL et MOS. ' peut servir d'ilterlace,1 suffit
de remplacer le arC\.olt TIL ()IJ CMOS par ce circuit ()IJ en
'"
uMser un comme I1terlace. Poor aVOir lITle sortallCe plus
mportante, on UtilISe des circuits · buffers • qui som des
atfllllficateLlrs de charge inverseurs 00 non i"lvefseurs (4(l49
00 4050 par exemple). On peul égaIemeol u1iiser un ciroJrt à
cdlecteLlr lXNerl (Ji permet d'avoo une tensK:r1 différente de
va; peu t'almenlation 00 arcuit corrmandé 74D5, œ, 07,
etc. lorsque le Circuit n'llXISte pas en coIectar OU\'OO, 00
utilise III lra'ISlstor cie liaisoo.
1.5 k1l
Vcc 2A 2 Y2B2C2E SU8
la sortie. On leur dertla"de :
• llle fr~ élevée de !onctiOl"Wlefll€tlt :
Circ<Jit
• llle ro:npaIibiité al« des lenSlOl'.5 COOfMment utisées
SN 75450
do T.I.
(5à48Vj;
• III fort courant de sorœ.
Exemples de circuits: SN 7~50. SN 7~60 de T.I.
.....
À~de
TTUABTMCT/ACT
W..HCMOSiI.VCMJ.JAU
....
"
"
m
Àmrde
~œ
-"
"
"
l _·poio_
CMOS
"
0
Circ uits spéciaux : ce sont des c1cuils ~i comportent en
généralllle porte CI.tJS 0\1 TIL 00 entrée et III transislCX' Il
74 . 2
m
3
~
~
6
l
G 1A1YlelC 1 E GNO
INTERFACE LVT (3.3 V ) - TIL 5 V
•CMOS
---
.
•
5 V oyslem
3.3 V system
~
"""""" do ""'"
V. . ~_ do _
oID... . doH
....... I:v H=H "-- 1
""",
ROsist", do '"'"""
lV·MeMOS tllVC/HUJALvt
iUon3V
"_01_
....
.
$OIIies He/AC
_.
I:v ~ "--I
~LJ.~~v
....
ROsisto< dod\qo III'OC ~. < ~ y
.3.3 V
-.J"i
'"
'v _""'""'"
75 Transmission
de données série
75 . 1 Le message
Deso;:npbon du caractère Snis en mode async:tvooe
000n6e
,....
TRANSMISSION stRIE ASYNCHRONE
Ëmert.",.
•
PI' III
,-.---tOt...- •
Récepteur
.1",,,..... "'0 ""0
O'D
O'D
1
.
000 ......
Parité
~l NXMX1X1X1X1' I~'
f Honoge
'"
I~ion
D....
dIO ..... fO' ~
!
d'. , '
Le mode asynchrone ne ~ PM l'hoI1oge.
BRANCHEMENT DES ËMmEUAS ET RËCEPTeURS
Niveaux s.igniflcatifs
d'émission
60\ de ~r1
STOP
Ualson AS Z32
00 :
Entr!!.
• le message est e:qtié en n'I'8aUX klQQlIlS
• Le message es!
SIl' ooe llofIcge (fÉfl'.rSSI(I'\, 1
es! émis au ryttme de œiH:i.
Ala réceptIOn. l'hOOJge de léceIltK:tI se recale SU' 'e bit de
.....
.,-"""",,
i:
•
u, •,
srmcnsé
R T" '200
-"'
-
Ëmetteur
"'"'
• La bt cie par té permet de détectEif QU\re IlfrelJl' 5' est
i1trOliJ:e o.mt la lNSe da transmisso'l.
Positionntmtnt du bit cie parité
Le bd dt pané est po$IlOYlè à • 1 • SI II! JD'tn de • 1 •
~tt8'lllll damée (bt <le pa1é roTp'is) est par.
• la ~rt&S$& CIe ~ esl éYaloée en bts de 00Mée
trMstNs par seconde (bills), ce ~i est i1férlu à la \';tesse
r~'It! cie lIMsn1isslon, car pour 7 bds (le romée, Il bris
sont etl'IO'J'és.
Récept_
.,
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-25
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0
Niveau
logiq08
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ÉmeUeu
Rkepteu
50<1.. EnlrM
.02
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0
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-, ,
logq\HI
'"
75 . 3
CÜl\IMU,...ICATION E..''TRESYSTÈMES
lJalson simplex
1 """"~,
1 TX.
Système A
-.=
lJaison half-du~ex
" "
" "
Réceptoor
Récepteur
n' 0825
,,,
,,•
,•
ID
,,
,
..
•
•,•
..
[)neriptiotI (OTE)
$I:rlio _ _
""'d'_""'
Récepteur
_
........ jonIrftj
...... (onIr ..1
-~-
• , , ,
Connecteur
'"
00000
0000
•, •,
Branchement asynchrone à protocole OTRIOSR
''''
1..1 bison ..t F~ItL
Il
,jcopl... no poLIt plu. ,"co,,,,, do
--.., , _
Jo <&<a<tft _ ...
ID
TO, l"j ... H, ...' .... i' •. Il . ... "
"'"
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rout_1ion do _ _ r....1ion
q,IO 1<IrIq.t1 ..... roçu Il
ID
,
,• oc,
• Ok.,...,
,•
~
(OCE): f:q~ld<o
~-
~-
"'
"'Zm'"
'"
""
enclin lori.
Uaison oormallsée entre un OTE III un DCE
(Ofdinateurj
,
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
1.0<_
G"
.~
000000000000
LIAISONS ET PROTOCOLES
--
(DTE): Ëqulpement
0000000000000
DrII>NO cio"""","" ""triol
"' :r "'
(émeHelll')
, , , , , • , • 910111213
{oortltI
00..1ioo do porUVst
l_1'ri! [t<w1Itj
ID
,~
Connoclwr
DB 25
~
~
"
(OTEI TV
';0<0
TX
Récepteur
Branchement asynchrone à protocole XonfXoff
"""""
f!:metleur
BROCHAGE DES CONNECTEURS STANDARD
n' 089
,
"
~mett"ur
Système B
.... ,,
~
Récepteur
Système B
00
~me!teur
Système A
~
"
Système A
!:metteur
••
~metteur
Récepteur
UaiSO<l full duplex
""
""
m
"
E::metteur
1
Systàme B
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01] l1\li HUI.
Chronogrammes
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CTS
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La procédure est appelée' hand shake '.
,
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,
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MISE EN ŒUVRE
MISE EN ŒUVRE
11.5232 : 75189
75188
log;qu. """,it.... Y • AS
L.ogique pooj! .... ' Y • A
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"
" 45438
76 Circuits
c
logiques
programmables '0000 +---------__----__
UTtUSATtON DES ASie
76 . 1 Nouvelles technologies
Pré-diffusés
POLr féa~ser 10l appicatton é!ectrOOque. i est p:lssible de
dx;Iis~ entre pltsIeurs ted:robgteS.
programmab~
(FPGA )
• Montage en compou nts discrets
• Fabrication de circuits spkitiques à l'~ (ASIq
cie type ~actÉrGé
• Programmation de PLD ou de FPGA
Le cOOix (je ~ tecl'w1dogie à Ulil$8l' se fera en Iooctoo de la
oomplexité c!tJ carCUI 81 du nombre de arcults li fabriquer
ICOÙI),
""
10000
100000
C: complexité (nombre de portes).
N : volume (nombre de circuits labriqués).
• Circuits précaracltrisés
le concepteur utilise dans la p~ase da conceptIOn une
FAMILLE PlD
bibliothèque de ce llules fonctionnelles précaractérisées
éiec:riQueme.1t Qu'il va assembler. le fabriCant devra tout
ir.tégrEf sur le sict.m et rendre III wail. testé
• Prédiffusés masquables
Ce SCtl1 des trardles de siicium corrpor1am des ensembles
de portes ~ déjà tifIvsées, mais non conneçtées. Le
câblage final Sela réalisé il. la demanœ du cHen!, par une
couche d'aufJlIlrum. Le composant sera wré encapsulé el
STRUCTURE INTERNE D'UN FPGA (TY PE XILlNX)
1/0 Bloc X
(Bloc d'entrées, sorties)
testé
• Préditfusés programmables (FPGA)
Ce SOIlt des ciWts encapsulès compooant des réseaux 00
portes logQues non reliées, L'lIIllisateur réal;se les inter·
connexions nécessMes par prograrrmalion 00 desuuctiOn
de fuSi~ 00 fooctoo de ses besOO1s.
• ASIC: Application Spedic Integrated Circuit
Cette app~la\ioo dés~ne un circuit sur slttclUm configuré
rmr L.œ ~.'catrn spécIfiqJe.
• PLO: Programmable l og ic Oeyice
Cfruit IogQJe programrT"lilie.
• EPlD: Erasable Programmab le logic
PJ) reproQfarrmables.
• GAL: Generic Aruy Logic
Ce soot des PAl. CMOS reprogr<m1lables.
• PAL: Programmable Array logic
Ce sont des circuH logiques programmables dont les
for.ctiors ET sont prC>gfamrratJles et les foocllons OU fi~es.
-{}
-{}
-{}
o 01 0
_
Aj re d 'Interconnexion _
(kll...-connec! atea)
-{} 0 010
(Fooctionne uniquement en mode syncl1rone.)
N
'"
PAL
PROORAMMATION
• la ",.,._ _ du , .... <0,,.1110 • ton , _ 10. _ _ ; '1{ _
pow .. _'l"t<M ........
".u.m"' ........ _ _...
..
-
Sortias
~d' ... PAl.
l'AI. po ogo Il i
,,
Le PAL os! non progr"","'" ; 10 pomt A
~t • ... tusObIe intact.
LA fonction tlmplantot <!ans le PAL
pr .....d .."t ...t l n • OU ""ctu.il " do ... ,
d8ctIIe pw It~lion en sortie.
• l'o""li .. do p'0~"II ... ti." •• t. rt pit ..
Désignation des PAL
....... _
.. _._ .... _ 1.. ta""" IIIJ _rd JErlEC.
c._ ... ~pot""_do;i,, ! I~ "".
typo p~ ou \'IEWPI.OI. qu( ptr1IIt! do _
Ito
,,"PAlMcI'on_
"'-do _ _
(B,e,E)
poli' . . . . un • OU ucIusi! .
+ Fuo.ibIoo Intact
(10<003<>1 . ' 0$1.)
PAL (CE) 16 A 8 li '5 pc_ Type de t>oII ...
Ir.t_ [TP on 1'1$)
ll§
10 100.tioo...... ot
• la"" ... q;I.."I ..... _ ..... P..... "'12~ ,
I ... pot_do .. _ .
do "Io<lu," on loi ... , f ••,,1rt .. luolblo .ppoll
• _1lIiIJ fIIso. O<J' wariJ bit.,
ConsorrrnaIion(derri-...,~)
SC"IiMIS)
R~ (.truc!," 00 sortie)
_.d'orrtre.(l6)
• rlw_'. . .
76 . 22
1ft.
Facullat~t cM< IWO Indique CMOS
,~
Facullam, app8f8it c ...., T"" ...
r.diquo la r.n; .. : bipoI .... , CMOS. Ecl.
BROCHAGE ET STRUcruRES DE SORTIES
PAL 20 ~ - fIroWt> 0 U1
1'I\L2._·Prod\.otsOt39
Sorde' ••;, bw
$o,tiu:olT,bi..ot...i i
IIIIII~
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III
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77 Familles logiques
77 . 1 Caractéristiques
principales d' une porte logique
SORT ANGE - ENTRANGE
,
1
77 . 11 Sortance, entrance
• Sortance ou f_ : nombre cie charges ~'une sertie peul
,"""""".
,
• EntrallCll ou f_ : nmtra de dages que ~ CirCtl't fep'éS9:lte en 9:ltree peu ure SCftie rilinen1an1.
Sm que la f~ Cmos rap;(je p:;ssEde cie f;roœs valeurs
, -
de courant d'entrée, elle es! capab'e de fournir le même
courant de sortie qJe la m LS.
La porte 1 alimente trois charges. cl1aque entrée représente
Sortance à l'étal b<ls
TEMPS DE PROPAGATION O'UN SIGNAl
Sl: 10....., 00 LS
lit ....
S" :~6 = 5UL
'.
Sorlance il l'état haut
SM; I~rw en LS
E = O,36;025
L
1,6
.
IIH_
20
El =4û =O.5-
77 . 12 Immunité au bruit (Vn)
Elle se caractérise par j'amplitude du signai entrant Qui
P'CMlQOO lM) dlangement d'état à la scrtle W ~t Si roo
proo:lle pre des cas. rlrm.rwté au !:rut es1 de VQI - Vil sur
le rlMlaJ t et Vil - VQ sur le nmau 0 lele est de OA V poil
<l'le pale TTl). li $'<91 de l'i'rrru'Iité statique. En pratiqR, on
dépasse œs varus si il signal ~te est SUtrl$iilTVTllll111)ref
77 . 1) Tempsderetardd'uneporte
les retarcts notés 1fIlM et IPIt. cooespordent aux transitions
bas [Low) vers haut (hig/1) et nversemelll. Les temps soni
mestXés en prenant ccmne onstanls oogr.e et flll, le moment
oU les signa~ E et S passent par un potentiel V spéciM
dans les catalogues de COflStructetl,
77 . 14 Temps de montée et de descente
Les tenlj)S de fTi)'ltée li".) 00 de tlesc:€o11e IllIII) soot rœsurés
entre 10 et 00 %de l '~ti.de ru sp.
'.
••
oo,
,
'-
Entrance à l'état 113111
EH = 4O I'A enlS
- ..
-- ...~
,.-
'.
II~ ....
Enlrance 11 l'étal bas
IlL_
E, : 1,6'llA enlS
une charge.
'.
,~
'-
1
•
-
'-
1,- '.
'.
'•
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M'
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"-
... 10 _ ..
... ,.... &oS
.1 ......... .
~, ~
..
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~
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,'-- -- .I:=-- ...'-- .. ,
_.co:
... r_ Mut.
. r.... MS
l , '- "1 00,.
••
te",
"-
>WJT
do' _ _
.r_1WJT
..... ...,,-
Temps de propagation des sorties 3 éta ts.
·1·
,~
'.
77 . 15 Niveau de fonctionnement
le cmstructeoJf c1érit des rrnna et maXll'na p:lIJ' les niveaux
des SI!1I3IJX 1 el 0 6fII:MI el sorta!l1.
V1H et Vil soot les !'lIVœUX ha~ et bas du signal d'entrée
(VIH: voltage ~ut I*jl) et bas (VIl: 'I(lItage inpUt Iow).
VOH el l'Cl sont les SI!f101UX de SŒtle
77 . 16 Puissance
NIVEAUX LOOIQUES
,.',"
s~ d'entrée:
Po = CT' V00 2.1,.
Cl :capacitétola1a"O.lpf.
1'00 : lOOsioo d'alll'l1enlation.
f" : fréqueoce de noooge.
El1 prati(pJe. œtte pu1SSal1œ doit être aœrue de 10 à 15 %
pour tern comple du 1811 que. les flancs d'anaque n"élant
pas ra.>des, une œrtai1e cOi'"lŒx:tkJn simJltanée de deux MOS
se prcrut lors de la tranSit'Ofl,
....
....•'. '
Calcul de Re
Il _ VIX .. - Va.
Il
c... - 1:1, l/a,I,6~'
Vo:;.,,- VI)I
C•• - 1/,.I()I - NZII.Q.O.\(rr#j
Exemp'e de calcul de Re pour un 74 LS03 commandant
4 autres 74 l S avec : Vœ'fIU = 5,25 V : VIX.,., = 4.75 V
V(X.=O,5V
la. = 8 mA
: VOtI =2.4V
. lOtI = 100 lIA-
N21 =4X0.25=lll.
NltI =/,xO,5 =2ll.
5,25 - 0.5
= (8- 1,6)10- 3
= 752 0.
4.75 - 2,4
! = 4,9 kO.
(0,4 + 0.08)10
,~
1
'œ ,.
GND
Niveau d'e<wée haut
Niveau de sortie haut
~ .... ,
,.
,
.....'. ,~ 1 l'-'- l,~
'œ
1
'
h
'
W'l
1
GND
stgnal de sortie
d'une pOrte
GND
Signal d 'entrée
d'une pone
m
--
'œ
Vn~O.4V
t,~~
'Q
fi
-l----=- tv
4V
----- .
2.
0,4 V
•
- -
--".
V..
S<gnal de sortie MaS (bvffer} Signal d'entrée
d'une pOrte
d'une porte
(V œ 15 VI
t5V - -
3.95 V
'œ
t
,~
,~~
,,-
•
_
NI ; oo'TII>re de charges corrrnardées
N2t : ncmbre d'I.rités oe charge à l'état œs" N, x Ec.
N?}! : noobre d'lntés oe charge à l'état haut" NI X EH'
,~
GND
77 . 21 Sortie à collecteur ouvert (open
collecteur)
Ces Cirruts ont LJ"oe haute Impédaflœ de sortie, iS montren1
une capacite de charge impo rtante el demandent un
compos.at1t supplémentar€.
1
,. ,
'
, ~~1 t'.'• •
77 . 2 Utilisation des sorties
le C~CUlt à col lecteur 0\1'1€11 permet d'avoir une tension
clfféroote de Vœ poor l'a[mentatoo dl Circuit cornmandti.
'œ
Niveau d'entrée bas
1
,
LC(s du changEment d'état àe la SQ(\>e d't.œ porte MOS, la
puissance C(lI"ISOI1"W"Jl augmen:e. CeCI esll1i à la charge et
la déo::ta"ge des capaGllès réparties. La p.:issalIce COIlSOOlmée par porte est donc prOjlOttlOOO€lle ~ la fréqLJeOCe du
'œ
Niveau de sortie bas
'"
~""f'-~l
----=- ',.Y-l
- - --
_~'l
0.05 V_
•
PUISSANCE DlSSIPf!:E
P_(mW)
oo',~~~-~-_
00'
,:~~:~~~~,f
t . TTL Schonky
2. TTL otandard
3.TTL-LS
4. LOCMOS (VOO. t5 VI
5. LOCMOS (VOO . 10'11
6. LOCMOS (VOO. ~ V)
tO- 1
oo~
00"
to'"
•
10' 10 3 10' lOS 106 10 7 10& tog
f; (Hz)
Valeurs typiques de la puissance consommée par porte en
fonction de la tréquence d 'entrée pour diverses fami~es
logiques.
'"
77 . 2~ Uti lisation des C.Q,
,œ
FONCTIONS CÂBLËES
Les C'lCUits à collecte\1 Melt perrre:t90t ooe adajllahon
entre fta'lles teciJlOIog.es (ilter!aœs\
Ils pem1ettent égale'rerl de réu:w P!/SI8IJIS S01leS et de
réalisa' !.ri ET OJ '" 00 câblé en loncIlOfl De la tooventO'l
logqJe aOOj)tée ('ttMf lig.re).
77 . :!3 Sortie bufférisée
74 LS 07
R.
,- ,,:;, '.,
,
,,:;, ,
R.
t
, ,:;,
,
S _ .,·b
~,
,
,-
'.,
,
S ' •. b
~,
Ces crcuts possédMI \11 ~Qte, de sortoe. La I:M 5e QI
œees étages ta'lW'tS pamel d'~ l'rmuiIé al lruIt
s:a~J9, La ll'lISe 81'1 ~ des ~$OOs est ia'Ioosée par le
fait que les charçements de mœwc ~ra'lSlOOnl de la SOOIe
ikJ11 ~ ~ts des t~ de rrar.ée el de
dasc:«te de rBr.rè!
œ
74 LSOS
,,:;,
,
SOfITIES BUFF(;RIS~ES
A
'00
~Il::::~'-----,o
77 . 2~ Sortie trois étaIs
(3 stale output)
On l.Ile pate <' ,lA, l'", des dlllI; tra'ISIStas ru mootage
• ~gn ~ • est corw:uu. On n p!)'t9 3 etatt j est
possIIIe pa" l'ent'ée de >'aidalll)'l EN ~ ~ 0) de bIoQIN
~ les t*IIt lrarJSiSlors. 00 (iSpose ab"s de trOIS
""'M"'"
• EtalJaJI: T, passa"t. TI bbJ.oé.
• État bas : T1 ~. TI pasgrt.
• Éta13 OJ etat ~e ~ (Z) : r , el Tl t:tq.Jés.
Porta OU·NON botIMséa. 0_ le cas d'lin circuit roon
botI6riH. la sortI. coiocida .va<: le point marqué·.
Le cotrant de d\ar\!9 est aJors roégigeable, 1 est rérut 9lI
C1:mWlt (le Me oes trnstas.
SORTIE TROIS ËTATS
77 • .~ 1 Tension d'alimentation
Pour t,t,ter les perturbatll)'ls de IŒ'ctJCr~t dues aux
pootes de 181lS1011 œs almeo:atiOllS. 1est nécessale de
~ raitl'rft1la~oo MC des CCtldeIlsateurs (céramcp.Jes)
lie 0,1 )IF à l ",F lXlW' 4 à 5 tx:iIi€rs de ctcUltS l'llégfés.
p.
D,
D.
77 . 3 Précautions d'emploi
P,
E
100 fi
170 fi
!
D,
Dioda-réslstance
diffusée
N,
OND
77 . 32 Manipulation
~ rairl'lelltaton,.,...t 10019 ~too ces boiloers
IOOfltès SUI un câJljaQ1! 'frl:riné.
Protéger les OlCUIS CMOS de l'éIectooté Sta:qJe.
,œ
ENTRËES NON unUSËES
"'Ml
77 . :n Entrées non utilisées
De façon il f!'I:er QI!! les Slgnaux paras tes perturbent le
IonctlOlY\effi901 du ClfCJlt par des 9"Itrées fIU'-i»Sées, on ne
laisse pas d'erùées 1l11I';w. 1es! préférlÜl cie tes reier SIl ~
lII1trè! utIiIsée OJ SU' III rweeu klgq.II! stable {+ v~ OJ 0 V).
~
A
B
&
---'-
A,a,l
A
A.B
B
1
&
---'-
AAB
A.B
77 . 4 Familles logiques
77 . 41 Logique à éléments discrets
On ut~se clans cette fani]e cIes dIOdes 00 des Irans;s;ors
Incon~énients :
ÉLÉMENTS DISCRETS
,
- - -- --,;- "
- - - -- - ,v
-~f____,,_ S
, -~-
• Oégradatoo du s.~ de sertie.
• Rxte conscmnati(Wl.
• Nombre d'eotrées linné.
77 . 4 2 Logique TIL (Tr,lnsistors
Transistors Logie)
Les cirCUits d'entrée et de sortie sont réalisés avec des
tranSIStors. Tootes ies eou-ées sont réaisées par III trans;s:or
mUtiérnettellfs. L'rnpédance de sortie reste faibje quel QlI€
SOit .6 rWeau 1c9(JJe.
Celle famille propose acluellel'lenlle plus grand choix de
ClfM.
, -~Fonction OU
Oiodes
Tran:;jslor
Fonction NON
TECHNOLOGIE TIL
""
',--
1.6kfl
130 fl
', -~
s
', --~
H"
77 . 43 Famille CMOS (Complementaire
Mela] Oxyde Semiconduclor)
On tfistngue dans œt:e f~
• CMOS dassi.jue 74 C xx lmême teclrrdogl€ (JJe la séne
.000).
• CMJS r~ (HIgh·SÇleE(iCMOS)74 HC:o:et 74 HCTxx.
Pour III même runéro de type de Clfrut, la fCflCliOn et te
brochage sont identiques; la tension d'arlmentahon est
compatible pour toute la série Les circuits 74 C petJ\'ent
fonclionner avec une te!lSlOO comprise entre 3 V et 18 V.
Protection des entrHs
L'entrée d'Ill trans.stor ~OS se présente comme III eonden·
sa:eur de failJe l'aleur Il pf) el à très faible COlfaIII de tuile
11 pA). Sans protection, I"~ectricilé électrostatique peul
dététXlrer le dispositif. AuSSi tootes tes entrées MOS sont
protégées par III ensemtje de résstarces et de cliodes.
77 . 44 Famille C MOS 3.3 V
POlI rooJ€r es iTites de rillqatoo ~ ocnt ioles à la ll'fflioo
de ~ (0,5 plIl peu Vœ = 5 V), 00 utise la te::.trdogie
3,3 Vqu permet d'attemre sans problème 0.3 plIl.
Avantages: Très haute intqatioo (CirC\its complexes).
Fe«tKme sous pies ru ~eurs.
F\ls éccoomque (OOlier plastiQUe au rll9U de céramique).
Inconvénients: Tootes les Ionctoos fie soot pas ~s.
C«uts III peu plus Imts Q!Je leo.rs hornoIog.Ies en 5 V.
Ne possèdenl pas assez de pUiSSance pool" la commande
des rnerfaœs.
Fonction NAND
TECHNOLOG IE CMOS
Enw..
170 fl
"'" "
nominal
77 . 5 Choix d'une famille logique
Facteurs à cooSld!!rEf:
• la VI".esse.
• la consommation,
• la SOlfce d'airna1tatioo,
• le pr~ des etrro:s !:l9qLleS,
• la séadé d'appr~ment ,
• l'fmIIlIlIté au btull.
• le nombre de fonctions exiStantes doos la larrie.
• la comptahl:!é en:re les sous·ramiles.
• la liao,Né de la technoiogie dXliSie jboit;er plastIQue, cérarnque.
rrétalique).
• la gamrœ de t€l!Tljlérature,
('Q \IPARA ISO-'; DES l'ARA~' l;. nU'~ Des DIFI''ÉRF
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compteur
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entrée mposant 0 en sortlll (remise Il 0)
diVISeUr par" (sortie broche 5)
entrée d\.I compteur acl,f SUr l'onl doocendant
entrée d'une bascule D (chargement du compteur}
diVIseur par B
ent' ..... du compteur ""Id sur Irool descendant
Broche 10
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\ entrées du compteur pour préposlloonnement
BrocI1a 1 t
Broche 2
Broche 12
SOrIJes du compteur
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l>MNeo Iwo: ''9""..11
0. Lo pnoOor cooopIt\I' nI~ lit _1<000I>I ... t)pO 1"!1).
ROWIOOE:r r
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CODE DES COULEURS
RÉSISTANCES
CONDENSATEURS
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