Cours ELEC ANALOG CH9 (MULTIVIBRATEURS).pptx

CHAPITRE IX : MUTIVIBRATEURS
IX-1/ Introduction
Electronique Analogique
A. Aouaj
Les multivibrateurs sont des circuits électroniques qui permettent de générer en sortie une
tension rectangulaire plus au moins stable.
En fonction de la stabilité du montage, on distingue 3 catégories de multivibrateurs:
- Multivibrateur monostable
- Multivibrateur bistable
- Multivibrateur astable
Tout multivibrateur comporte obligatoirement:
- Un ou plusieurs composants actifs (Transistors, Amplificateurs opérationnels, …
etc.)
- Des condensateurs pour accumuler de l’énergie.
- Des résistances pour dissiper de l’énergie.

IX-2/ Principe
A. Aouaj
Monostable
ve vs
IX-2-1/ Multivibrateurs monostables
vs
T
Etat instable
Etat stable
Ce sont des multivibrateurs qui possèdent deux états en sortie. Un état stable
de durée indéfinie et un état instable de durée T fixe. Ils nécessitent un signal
externe de déclenchement.
ve
Signal de
déclenchement

IX-2/ Principe
A. Aouaj
IX-2-2/ Multivibrateurs bistables
Ce sont des multivibrateurs qui possèdent deux états stables en sortie. Pour
passer d’un état stable à un autre état stable, il faut une impulsion de
déclenchement
Bistable
ve vs
vs
Etat stable
Etat stable
t1 t2
ve
Signal de
déclenchement
t1
t2

IX-2/ Principe
A. Aouaj
IX-2-3/ Multivibrateurs astables
Ce sont des multivibrateurs qui permettent de générer un signal rectangulaire
basculant entre deux états instables sans lui appliquer une impulsion de
commande.
vs
Astable
vs
Etat instable Etat instable
t1 t2

A. Aouaj
IX-3/ Multivibrateur monostable à transistors
Schéma et principe de fonctionnement
Les deux transistors bipolaires sont identiques et
fonctionnent en commutation (Etat bloqué/ Etat
saturé)
- En l’absence de l’impulsion de déclenchement (état
stable), le transistor T2 est saturé (T1 est bloqué). Le
condensateur C2 se charge à travers RC1 jusqu’à la
valeur VC1=VCC-0,7.
- Lorsqu’on applique une impulsion d’amplitude
suffisante à la base de T1 , le transistor T1 se sature
et le transistor T2 se bloque. La base B2 se trouve
au potentiel 0,7-VCC (<0). La condensateur C2 se
chargera à travers RB2.
- Lorsque le potentiel de C2 atteint 0,7V le transistor
T2 se sature (T1 se bloque) et le système revient à
l’état stable.
- La durée T est le temps de saturation du transistor
T1 qu’on peut calculer T=0,707*RB2*C2.
VCC
RC2
RC1
RB1
RB2
C2
T1
T2
vs
ve
B2
B1

A. Aouaj
IX-4/ Multivibrateur bistable à transistors
saturé)
- En l’absence de l’impulsion de déclenchement (état
stable), le transistor T1 est bloqué et le transistor T2
est saturé.
- Lorsqu’on applique une impulsion d’amplitude
suffisante à la base de T1 à l’instant t1, le transistor
T1 se sature et le transistor T2 se bloque. On aura
vs=VCC. La système se trouve dans un état stable.
- Lorsque le potentiel de C1 atteint 0,7V le transistor
T2 se sature (T1 se bloque) et le système revient à
l’état stable.
- A l’instant t3, on applique une impulsion négative à
la base de T1. Le transistor T1 se bloque et T2 se
sature. On aura vs=0 et le système se trouve aussi
dans un état stable.
VCC
RC2
RC1
RB1
RB2
T1
T2
vs
ve
B2
B1

A. Aouaj
IX-4/ Multivibrateur astable à transistors
VCC
RC2
RC1 RB1
RB2
C1
T1 T2
vS2
vS1
B1 B2
C2
VBE1 VBE2
saturé)
- A la mise sous tension, les deux condensateurs C1
et C2 se chargent à travers RC1 et RC2. les deux
transistors tendent à se saturer, mais un va se
saturer avant l’autre. On suppose que T1 qui va se
saturer en premier. Donc VCE1=0, Cela entraine le
blocage de T2, (VBE2=0,7-VCC<0). VCE1=0 et VCE2=VCC.
- Le condensateur C1 va se charger à travers RB2 de
0,7-VCC vers 0,7V pendant un temps t1=RBE2C1ln(2)
où T1 est saturé et T2 est bloqué. Le système se
trouve dans un état instable
- Après le t1, le transistor T2 se sature et T1 se
bloque. Dons VCE2=0 et VCE1=VCC. Le condensateur
C2 va se charger à travers RBE1 de 0,7-VCC vers 0,7V
pendant un temps t2=RBE1C2ln(2) où T1 est bloque et
T2 est saturé.
- La période du signal de sortie
T =t1 +t2 = (RBE1C2+RBE2C1)ln(2)

A. Aouaj
IX-5/ Multivibrateur monostable à Amplificateur Opérationnel
On suppose que l’Amplificateur Opérationnel est idéal
A l’état initial,
le condensateur est déchargé, iC = 0 et V+
= 0.
A la mise sous tension et ve= V −
= – E
V+
- V −
= 0 + E > 0 v
⇒ S = +VCC
Le condensateur se chargera à travers la résistance 2R
avec la constante du temps t = 2RC.
   
1
-
-
t
C CC
v t V e 
 
La valeur maximale de vC(t) est +VCC et on a toujours V+
– V-
> 0 ⇒ Etat stable
On applique maintenant une impulsion à l’entrée, V −
passe de (– E) à (+E)
A cet instant, V+
- V −
< 0 v
⇒ S = – VCC
Le potentiel au point A est VA = – vC + vs = – VCC – VCC = -2VCC.
Le potentiel au point B est VB = -VCC.
Quand ve passe à (– E), le condensateur va se décharger pendant un temps T jusqu’à ce que
le potentiel VB = – E. Pendant ce temps T, le système se trouve dans un état instable.
Après le temps T, V+
– V −
> 0 v
⇒ S = +VCC. Le système revient à l’état stable.

A. Aouaj
IX-5/ Multivibrateur monostable à Amplificateur Opérationnel
-E
VB
VA
+VCC
Etat stable
Etat instable
T
-VCC
-VCC
-2VCC
+E
-E
ve

A. Aouaj
IX-6/ Multivibrateur bistable à Amplificateur Opérationnel
R2
R1
ve
vs
V+
+E0
-E0
- A t = t0, ve= 0 et v
⇒ s = +VCC
- A t = t1, on applique une impulsion positive ve= +E0 > .
⇒
La sortie va basculer et on aura et .
- Après la disparition de l’impulsion d’horloge à l’instant t = t2
on aura:
, la sortie de l’amplificateur opérationnel reste au niveau bas,
(Etat stable).
- A t = t3, on applique une impulsion négative ve= - E0.
⇒ .
La sortie bascule au niveau haut.
On a et .
- A t = t4, l’impulsion négative disparait.
, la sortie de l’amplificateur opérationnel reste au niveau haut,
(Etat stable).
𝐕
+ ¿=
𝐑𝟏
𝐑𝟏 +𝐑𝟐
𝐯 𝐬
¿ E0 >

A. Aouaj
IX-7/ Multivibrateur astable à Amplificateur Opérationnel
R1
R2
C
R
vS
● L’ A.O fonctionne en commutation : Vs = + VCC ou – VCC.
(la réaction sur l’entrée positive est plus forte que la réaction sur l’entrée
négative).
● Pas de tension extérieure injectée sur l’entrée.
● Le signal de sortie vs est un signal rectangulaire qui dépend de R, C, R1 et R2.
Le montage comporte une capacité qui joue le rôle de l’élément évolutif appliqué sur
l’entrée inverseuse de l’A.O et un diviseur de tension (R1, R2) qui permet de fixer une valeur
de référence sur l’entrée non-inverseuse. Ce montage est instable, la tension de sortie ne
peut rester indéfiniment à la même valeur.

A. Aouaj
On prend Vréf = 0, la résistance R1 est reliée à la masse.
L’ Amplificateur Opérationnel fonctionne en tant que comparateur. Il a deux états +VCC et – VCC.
Considérons un instant origine où la tension de sortie du comparateur à hystérésis bascule de l’état
bas vers l’état haut.
À t = 0, la tension de sortie Vs(0) = +VCC
la tension aux bornes du condensateur VC(0) = - R1*VCC/(R1+R2)
Tant que la sortie Vs = +VCC, le condensateur se charge:
VC(t) = VCC + k e-t/RC
À t=0 -R1*VCC/(R1+R2) = VCC + k → k = -(1+R1/(R1+R2)) VCC
 VC(t) = VCC – (1+(R1/(R1+R2)))*VCC e-t/RC
La comparateur bascule à nouveau à t1 tel que VC(t) = R1*VCC/(R1+R2)
t1 = RC Ln(1+2R1/R2)
La tension de sortie du comparateur est de venue Vs = - VCC
     
         
t
V
dt
t
dV
RC
t
V
dt
t
dV
C
t
i
t
i
R
t
V
t
V
C
C
S
C
C
S














A. Aouaj
L’évolution de VC satisfait maintenant l’équation:
VC(t) = - VCC + k’ e-t/RC
= - VCC + (1+(R1/(R1+R2)))* e-t/RC
De nouveau le comparateur bascule à la valeur VS = + VCC à l’instant t2
VC(t2) = - R1*VCC/(R1+R2)
t2 = RC Ln (1+2R1/R2)
La période du signal est T = 2RC Ln (1+2R1/R2)
 
 
C
CC C
dV t
V RC V t
dt
   

A. Aouaj
R1
R2
C
R
vS
vC

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