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Etude du circuit NE555
Etude du circuit NE555 Introduction Le circuit intégré NE555 a été conçu pour les applications de temporisation (Timer). Ses durées de commutation inférieures à 100ns à la descente et à la montée le rendent plus performant que les amplificateurs opérationnels courants (vitesse de balayage du TL81 : 13V/µs). les très nombreuses réalisations l’utilisant le classent parmi les circuits intégrés les plus familiers. 1. Description fonctionnelle du C.I. NE555 1.1 Schéma synoptique La présentation courant est celle d’un boîtier plat de 8 broches : (1) GND (Masse) (2) Trigger (Déclenchement) (3) Output (Sortie) (4) Reset (Remise à zéro) (5) Control voltage (Vréférence) (6) Threshold (Seuil) (7) Discharge (Décharge) (8) Vcc R0 R0 R0 Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 1 sur 10 [email protected] [email protected] 1.2 Analyse de fonctionnement des comparateurs Comparateur 1. Le pont diviseur des trois résistances R0 impose e1− = 2 Vcc 3 Lorsque e1+〈 2 Vcc alors Vout1 = 0V 3 Lorsque e1+〉 2 Vcc alors Vout1 = Vcc 3 Comparateur 2. Le pont diviseur des trois résistances R0 impose e2+ = 1 Vcc 3 1 Lorsque e2−〈 Vcc alors Vout2 = Vcc 3 Lorsque e2−〉 1 Vcc alors Vout2 = 0V 3 1.3 Rôle de la bascule RS. L’entrée (4) de remise à zéro (Reset) permet, lorsqu’elle est connectée à Vcc, de rendre la commande de Q aux entrées R et S. • Table de vérité de la bascule RS : Entrées S R 0 0 0 1 1 0 1 1 Sorties Q mémoire mise à zéro mise à un état interdit /Q mémoire mise à un mise à zéro état interdit 2. Fonctionnement en astable Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 2 sur 10 [email protected] [email protected] # D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique de l’astable. # Placer sur le schéma la ddp du condensateur, notée Vc et la ddp de la sortie (Out), notée V3 Prenons comme point de départ d’un cycle de fonctionnement l’instant t = 0s où Vc vient d’atteindre Vcc/3 en décroissant. A t = 0- : R = 0 ; S = 0 ; Q = 0 ; /Q = Vcc ; V3 = 0 et le transistor T est saturé. A t = 0+ : Vc atteint Vcc/3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… On suppose les résistances d’entrée des broches (2) et (6) infiniment élevées. # Dessiner le schéma simplifié. Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 3 sur 10 [email protected] [email protected] # D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… # Donner l’expression de la constante de temps : Soit l’équation de la ddp d’un condensateur : τ1 = …………………… VC(t)=VF +(VI−VF).e− τt # Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = …………. # Ecrire dans ce cas, l’équation (a) de Vc(t) : Vc(t) = ………………………………… 1 Vcc <Vc< 2 Vcc 3 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : La ddp Vc croît : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… A t = T1 : Vc atteint 2 Vcc 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… # D’après l’équation (a), Déterminer l’expression du temps T1 : Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 4 sur 10 [email protected] [email protected] 2 Vcc 3 # Dessiner le schéma simplifié. A t = T1 : Vc = D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… # Donner l’expression de la constante de temps : τ2 = …………………… # Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = …………. # Ecrire dans ce cas, l’équation (b) de Vc(t) : Vc(t) = ………………………………… La ddp Vc décroît : 1 Vcc <Vc< 2 Vcc 3 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… A t = T2 : Vc atteint 1 Vcc 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : V3 = …….. Le transistor T est ………… Ludovic Lambin Musclor Page 5 sur 10 [email protected] [email protected] # D’après l’équation (b), Déterminer l’expression du temps T2 : A t = T2 : Vc= 1 Vcc 3 # Dessiner le schéma simplifié. On constate que la situation du système est la même qu’à l’instant t = 0s. Un cycle vient d’être décrit. # Donner l’expression de la période T du système : Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 6 sur 10 [email protected] [email protected] # Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 : Vc Vcc Vcc/3 T1 T t V3 Vcc t 3. Fonctionnement en monostable # D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique du monostable. Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 7 sur 10 [email protected] [email protected] # Placer sur le schéma la ddp du signal de déclenchement (Trigger), notée V2, la ddp du condensateur, notée Vc et la ddp de la sortie (Out), notée V3 Une source de tension V2 fournit le signal de déclenchement du monostable, son amplitude est supérieure à Vcc/3. • A l’instant t = 0s, le système est dans un état stable : V2 = Vcc ; Vc = 0V ; R = S = 0 ; Q = 0 ; /Q = Vcc et le transistor T est saturé. • A t = 0+ : V2 bascule de Vcc à 0V. # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… On suppose la résistance d’entrée de la broche (6) infiniment élevée. # Dessiner le schéma simplifié. # D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… # Donner l’expression de la constante de temps : τ = …………………… # les valeurs VI = ……….. I et de < 2VVcc LaPréciser ddp Vc croît : Vcde etVFV:2 bascule de 0V à Vcc VF = …………. 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : # Ecrire dans ce cas, l’équation (c) de Vc(t) : Vc(t) = ………………………………… R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 8 sur 10 [email protected] [email protected] 2 Vcc 3 # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : • A t = T1 : Vc atteint R = ……. S = …….. Q = …….. /Q = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… # D’après l’équation (c), Déterminer l’expression du temps T1 : A t = T1 : Vc= 2 Vcc 3 # Dessiner le schéma simplifié. # D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 9 sur 10 [email protected] [email protected] • A t = T1++ : Vc = 0V et V2 = Vcc # Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. S = …….. V3 = …….. Le transistor T est ………… Q = …….. /Q = …….. Le système retrouve son état initial. # Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 : V2 t’ t Vc Vcc Vcc/3 T1 T2 t T1 T2 t V3 Vcc Etude du circuit NE555 http://www.lelectronique.com Auteur : Ludovic Lambin Musclor Page 10 sur 10 [email protected] [email protected]
