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http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com
Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr
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
1.1Schéma 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
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1.2Analyse de fonctionnement des comparateurs
Comparateur 1.
Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc
3
2e1 =−
Lorsque Vcc
3
2e1 〈+ alors Vout1 = 0V
Lorsque Vcc
3
2e1 〉+ alors Vout1 = Vcc
Comparateur 2.
Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc
3
1e2 =+
Lorsque Vcc
3
1e2 〈− alors Vout2 = Vcc
Lorsque Vcc
3
1e2 〉− alors Vout2 = 0V
1.3Rôle 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 Sorties
S R Q /Q
0 0 mémoire mémoire
0 1 mise à zéro mise à un
1 0 mise à un mise à zéro
1 1 état interdit état interdit
2. Fonctionnement en astable
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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 = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
On suppose les résistances d’entrée des broches (2) et (6) infiniment élevées.
Dessiner le schéma simplifié.
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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 : τ1 = ……………………
Soit l’équation de la ddp d’un condensateur : τ
−−+= t
FIFC e).VV(V)t(V
Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = ………….
Ecrire dans ce cas, l’équation (a) de Vc(t) : Vc(t) = …………………………………
D’après l’équation (a), Déterminer l’expression du temps T1 :
La ddp Vc croît : Vcc
3
2Vcc
3
1 <<Vc
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
A t = T1 : Vc atteint Vcc
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2
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
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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) = …………………………………
A t = T1 : Vcc
3
2
Vc =
Dessiner le schéma simplifié.
La ddp Vc décroît : Vcc
3
2Vcc
3
1 <<Vc
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
A t = T2 : Vc atteint Vcc
3
1
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
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On constate que la situation du système est la même qu’à l’instant t = 0s. Un cycle
vient d’être décrit.
D’après l’équation (b), Déterminer l’expression du temps T2 :
A t = T2 : Vcc
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1Vc=
Dessiner le schéma simplifié.
Donner l’expression de la période T du système :
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Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 :
3. Fonctionnement en monostable
D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique du monostable.
Vc
V3
Vcc
Vcc/3
Vcc
T1 T t
t
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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.
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 = ……………………
Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = ………….
Ecrire dans ce cas, l’équation (c) de Vc(t) : Vc(t) = …………………………………
• A t = 0+ : V2 bascule de Vcc à 0V.
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
On suppose la résistance d’entrée de la broche (6) infiniment élevée.
Dessiner le schéma simplifié.
La ddp Vc croît : Vcc
3
2<Vc et V2 bascule de 0V à Vcc
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
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D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se
décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
D’après l’équation (c), Déterminer l’expression du temps T1 :
• A t = T1 : Vc atteint Vcc
3
2
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
A t = T1 : Vcc
3
2Vc=
Dessiner le schéma simplifié.
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Le système retrouve son état initial.
Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 :
• A t = T1++ : Vc = 0V et V2 = Vcc
Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T :
R = ……. Q = …….. V3 = ……..
S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
Vc
V3
Vcc
Vcc/3
Vcc
T1 t
t
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  • 1. Etude du circuit NE555 Page 1 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 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 1.1Schéma 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
  • 2. Etude du circuit NE555 Page 2 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 1.2Analyse de fonctionnement des comparateurs Comparateur 1. Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc 3 2e1 =− Lorsque Vcc 3 2e1 〈+ alors Vout1 = 0V Lorsque Vcc 3 2e1 〉+ alors Vout1 = Vcc Comparateur 2. Le pont diviseur des trois résistances R0 impose Vcc 3 1e2 =+ Lorsque Vcc 3 1e2 〈− alors Vout2 = Vcc Lorsque Vcc 3 1e2 〉− alors Vout2 = 0V 1.3Rôle 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 Sorties S R Q /Q 0 0 mémoire mémoire 0 1 mise à zéro mise à un 1 0 mise à un mise à zéro 1 1 état interdit état interdit 2. Fonctionnement en astable
  • 3. Etude du circuit NE555 Page 3 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 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 = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… On suppose les résistances d’entrée des broches (2) et (6) infiniment élevées. Dessiner le schéma simplifié.
  • 4. Etude du circuit NE555 Page 4 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 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 : τ1 = …………………… Soit l’équation de la ddp d’un condensateur : τ −−+= t FIFC e).VV(V)t(V Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = …………. Ecrire dans ce cas, l’équation (a) de Vc(t) : Vc(t) = ………………………………… D’après l’équation (a), Déterminer l’expression du temps T1 : La ddp Vc croît : Vcc 3 2Vcc 3 1 <<Vc Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… A t = T1 : Vc atteint Vcc 3 2 Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
  • 5. Etude du circuit NE555 Page 5 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 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) = ………………………………… A t = T1 : Vcc 3 2 Vc = Dessiner le schéma simplifié. La ddp Vc décroît : Vcc 3 2Vcc 3 1 <<Vc Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… A t = T2 : Vc atteint Vcc 3 1 Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
  • 6. Etude du circuit NE555 Page 6 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr On constate que la situation du système est la même qu’à l’instant t = 0s. Un cycle vient d’être décrit. D’après l’équation (b), Déterminer l’expression du temps T2 : A t = T2 : Vcc 3 1Vc= Dessiner le schéma simplifié. Donner l’expression de la période T du système :
  • 7. Etude du circuit NE555 Page 7 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 : 3. Fonctionnement en monostable D’après la figure précédente, réaliser le schéma synoptique du monostable. Vc V3 Vcc Vcc/3 Vcc T1 T t t
  • 8. Etude du circuit NE555 Page 8 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr 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. 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 = …………………… Préciser les valeurs de VI et de VF : VI = ……….. VF = …………. Ecrire dans ce cas, l’équation (c) de Vc(t) : Vc(t) = ………………………………… • A t = 0+ : V2 bascule de Vcc à 0V. Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… On suppose la résistance d’entrée de la broche (6) infiniment élevée. Dessiner le schéma simplifié. La ddp Vc croît : Vcc 3 2<Vc et V2 bascule de 0V à Vcc Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est …………
  • 9. Etude du circuit NE555 Page 9 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr D’après le schéma simplifié, le condensateur C va-t-il se charger ou se décharger ? Préciser vers qu’elle ddp, Vc va tendre. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… D’après l’équation (c), Déterminer l’expression du temps T1 : • A t = T1 : Vc atteint Vcc 3 2 Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… A t = T1 : Vcc 3 2Vc= Dessiner le schéma simplifié.
  • 10. Etude du circuit NE555 Page 10 sur 10 http://www.lelectronique.com Ludovic Lambin webmaster@lelectronique.com Auteur : Musclor pinel-de-grandchamp@wanadoo.fr Le système retrouve son état initial. Tracer les chronogrammes de Vc(t) et V3 : • A t = T1++ : Vc = 0V et V2 = Vcc Préciser l’état de R, S, Q, /Q, V3 et le transistor T : R = ……. Q = …….. V3 = …….. S = …….. /Q = …….. Le transistor T est ………… Vc V3 Vcc Vcc/3 Vcc T1 t t t V2 T1 t’ T2 T2