Comparateurs de tensions comparateur Schmitt

GPA667
CONCEPTION ET SIMULATION
DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES
C.I. LIN.-NUM.
1
28/03/14
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

Comparateur 311

Comparateur 339

Circuit astable à 2 transistors :
oscillateur

Horloge 555 : astable, monostable
C.I. LIN.-NUM.
2
05/09/13
C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES

Circuits d’interface
–
–
–
–


Line drivers, line receivers
Convertisseur RS 232C à TTL
Convertisseurs 0-20 mA à TTL
Convertisseurs 0-20 mA à 0-20 mA
Collecteur ouvert (Open collector)
Haute impédance (Hi-Z)
C.I. LIN.-NUM.
3
05/09/13
COMPARATEUR
a) Comparateur idéal
b) Comparateur pratique
C.I. LIN.-NUM.
4
05/09/13
AMPLI-OP comme comparateur
C.I. LIN.-NUM.
5
05/09/13
AMPLI-OP comme comparateur
C.I. LIN.-NUM.
6
05/09/13
C.I. COMPARATEUR

Même si les ampli-ops peuvent servir comme comparateurs,
il existe des c.i. typiquement conçus pour cette application.
Ils sont plus performants :

Ils commutent plus rapidement entre les deux niveaux de
sortie,
Ils comportent une immunité au bruit pour empêcher la
sortie d’osciller lorsque l’entrée Vi s’approche de la tension
de référence

Ils ont une sortie capable de s’adapter à différents types
de sortie.

Nous verrons 2 comparateurs très populaires : le 311 et le 339.
C.I. LIN.-NUM.
7
05/09/13
LM111/LM211/LM311
Comparateur de tension





Alimentation unipolaire (5V) ou bipolaire
(+/- 15 V)
Sortie capable de fournir jusqu’à 50V et
jusqu’à 50 mA. (pas simultanément)
o
o
LM111 fonctionne de -55 C / +125 C
o
LM211 fonctionne de -25 C / +85 oC
o
LM311 fonctionne de 0 C / +70 oC
C.I. LIN.-NUM.
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311 CARACTÉRISTIQUES
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
Schéma simplifié du 311
C.I. LIN.-NUM.
10
05/09/13
Boîtier(s) du 311
Métallique
DIP 8 br.
DIP 14 br.
Céramique
C.I. LIN.-NUM.
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311 Boîtier métallique H08C
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
311 Boîtier plastique J08C
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
311 Boîtier SMT M08C
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
Limites maximales,
Caractéristiques 111,211,311
C.I. LIN.-NUM.
15
05/09/13
311 Schéma-bloc
13.4
C.I. LIN.-NUM.
16
05/09/13
LM311 NOTICE
C.I. LIN.-NUM.
17
05/09/13
LM311 APPLICATIONS
C.I. LIN.-NUM.
18
05/09/13
LM311 APPLICATIONS
C.I. LIN.-NUM.
19
05/09/13
LM311 APPLICATIONS
13.5
C.I. LIN.-NUM.
20
05/09/13
LM311 APPLICATIONS
C.I. LIN.-NUM.
21
05/09/13
LM311 APPLICATIONS
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
LM311 APPLICATIONS
Animation d’un circuit astable
Multibibrateur astable avec comparateur
Physique et simulations numériques
Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
LM311 APPLICATIONS
C.I. LIN.-NUM.
24
05/09/13
LM339 NOTICE
C.I. LIN.-NUM.
25
05/09/13
LM339 APPLICATIONS
13.9
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
LM339 APPLICATIONS
Comparateur
« Fenêtre »
13.11
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
COMPARATEUR SCHMITT
Hystérésis

L’ajout d’une rétroaction positive
permet d’éviter les oscillations lors
de la commutation.
THÉORIE COMPARATEUR SCHMITT
APPLET COMPARATEUR SCHMITT
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
Comparateurs de tensions
comparateur Schmitt
►
Oscillations lors de la commutation (sans
hystérésis):
29
05/09/13
29
Comparateurs de tensions
comparateur Schmitt
►
Élimination des oscillations: hystérésis de 5
mV
30
05/09/13
30
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
THÉORIE D’OPÉRATION
APPLET MULTIVIBRATEUR ASTABLE (TRANSISTORS)
C.I. LIN.-NUM.
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05/09/13
MULTIVIBRATEUR ASTABLE



Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et
Vbe = 0V.
C.I. LIN.-NUM.
Un transistor en
mode blocage et
l’autre en mode
saturation
C1 est déjà chargé à
VCC lorsque Q1 entre
en saturation et Q2
est bloqué par la
tension –VCC qui
apparaît à Vbe2.
Q2 restera bloqué
durant une période
de temps
proportionnelle à R1C1
soit le temps requis
pour que la charge de
C1 passe de –VCC à
environ 0V
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28/03/2014
MULTIVIBRATEUR ASTABLE


Pendant que Q1 est
saturé, C2 se
charge de 0 à +VCC
Aussitôt que Q2
est bloqué, sa
tension Vce2 passe
de 0V à VCC avec
une constante de
temps
proportionnelle à
RL2C2.
Pour le moment, on assume Vcesat = 0V et
Vbe = 0V.
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
CONCEPTION
1.
2.
3.
Choisir VCC et RL
Choisir R1 et R2
Choisir C1 et C2
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
MULTIVIBRATEUR ASTABLE
VARIATION DE LA PÉRIODE T EN FONCTION
D’UNE TENSION DE COMMANDE vt
Ln(1+x) ≈ x si x est petit par
rapport à 1 (vt >> VCC)
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
HORLOGE 555
THÉORIE D’OPÉRATION 555
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
555 SCHÉMA FONCTIONNEL
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
555 MODE STABLE

Application la plus
populaire du 555 :
oscillateur basse
fréquence
C.I. LIN.-NUM.
39
28/03/2014
EXEMPLE 17.1
Déterminer la
fréquence et la
forme d’onde de la
sortie
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
EXEMPLE 17.1
SOLUTION
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
CIRCUITS D’INTERFACE
Pour raccorder les différents types de circuits, numériques et analogiques, il faut des
circuits d’interface. On peut avoir des circuits qui se raccordent à des charges ou
« drivers » et d’autres qui servent à recevoir un signal d’entrée ou « receivers ».
Un driver procure un signal de sortie avec un niveau de tension ou de courant capable
d’alimenter un certain nombre de charges ou un relais, un affichage ou fournir un
signal de puissance.
Un receiver accepte un signal d’entrée en fournissant une haute impédance pour éviter de
le charger. Les circuits d’interface peuvent en plus comporter un système
d’activation (« strobe ») qui effectue l’interface seulement durant une fenêtre de
temps spécifique.
La Figure 17.29a montre un driver double (« dual-in-line driver ») capable d’accepter un
signal d’entrée TTL et de fournir un signal de sortie TTL ou MOS. Ce type
d’interface est disponible en circuit inverseur ou non inverseur. Le circuit de la Fig.
17.29b montre un receiver (« dual-in-line ») avec des entrées inverseur et non
inverseur. Par ex. le signal d’entrée raccordé à une entrée inverseur produira une
sortie inversée à la sortie du receiver alors que le même signal raccordé à une entrée
non inverseur produira un même type d’interface à la sortie mais avec la même
polarité que le signal d’entrée.
Le driver-receiver de la Fig. 17.29 procure une sortie lorsque la broche « strobe » est
activée à un niveau « haut ».
C.I. LIN.-NUM.
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28/03/2014
INTERFACE TTL – TTL (MOS)
75150 DUAL-IN-LINE DRIVER
75152 DUAL-IN-LINE RECEIVER
13.29
C.I. LIN.-NUM.
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INTERFACE RS232 – TTL
C.I. LIN.-NUM.
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INTERFACE TTY(0-20mA) – TTL
C.I. LIN.-NUM.
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INTERFACE Collecteur ouvert
« Wired-And »
ET câblé
Bus commun
C.I. LIN.-NUM.
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INTERFACE « Tri-State »
Circuit ouvert = haute impédance
(« Hi-Z »)
C.I. LIN.-NUM.
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