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RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITÉ MOHAMED BOUDIAF DE M’SILA Faculté de Technologie Département d’Électronique OPTION Électronique CYCLE Licence Support de cours Électronique des impulsions Par : Dr. GUERMAT Noubeil Année universitaire : 2015/2016 Sommaire SOMMAIRE RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion I- Définition d’un signal analogique 1 II- Caractéristiques d’un signal analogique 2 II.1- Formes d’ondes d’un signal 3 a- Formes d’ondes sinusoïdale 3 b- Onde carrées et ondes rectangulaires 5 c- Onde triangulaires 8 d-Trains d’impulsions rectangulaires 9 e- Onde en dents de scie (rampes) 9 II.2- Amplitude et amplitude crête à crête d’un signal 10 1- Définition de l’amplitude 10 2- Définition de l’amplitude crête à crête 10 II-3. Période d’un signal 11 II-4. Fréquence d’un signal 11 II-5. Valeur moyenne d’un signal 12 II-6. Rapport cyclique d’un signal rectangulaire 13 III- Les signaux logiques 14 III-1. Temps caractéristiques d’une impulsion 14 III-2. Définition d’un signal logique (binaire) 15 Chapitre II Circuit RC en commutation I- Charge et décharge du condensateur d’un circuit RC 16 I-1. Charge d’un condensateur 16 I-2. Décharge d’un condensateur 19 II- Expression générale de la tension aux bornes du condensateur d’un circuit RC intégrateur 22 Sommaire III- Expression générale de la tension aux bornes de la résistance d’un circuit RC différentiateur 26 IV- Relation entre le temps de montée et la constante de temps d’un circuit RC 29 V- Atténuateur parfait 29 Chapitre III Composants actifs en commutation I- Diode en commutation 34 I-1. 1ere approximation, tension de seuil et résistance différentielle nulles (Diode idéale) 35 I-2. 2eme approximation, tension de seuil non nulle et résistance différentielle nulle 37 I-3. 3eme approximation, tension de seuil et résistance différentielle non nulle 38 II- Diode Schottky 39 III- Transistor en commutation 40 III-1. Différents régimes de fonctionnement 40 a) Régime bloqué 41 b) Régime saturé 42 III-2. Caractéristiques de sortie IC(VCE) 42 III-3. Suiveur 46 Chapitre IV Circuit de mise en forme I- Ecrêteurs-limiteurs 48 II- Détecteur de crêtes 51 III- Amplificateur opérationnel fonctionnant en comparateur 52 III-1. Généralités 52 1- Présentation de l’amplificateur opérationnel (A.O.P) 52 2- Caractéristique de fonctionnement 53 III-2. Circuit de base d’un comparateur 54 III-3. Bascule de schmitt 55 Chapitre V Conversion A/N et N/A I- Introduction 58 II- La conversion analogique-numérique 59 II-1. Introduction 59 Sommaire a- Théorie de l’échantillonnage 60 b- Théorème de Shannon 61 c- Théorie de quantification 61 II-2. Différentes types de convertisseur analogique-numérique 64 a- Le convertisseur à intégration simple rampe 64 b- Le convertisseur à intégration double rampe 66 c- Le convertisseur à approximations successives 67 d- Le convertisseur flash (ou par comparaison directe) 69 III- Echantillonneur/bloqueur 70 III-1. Définition d’un échantillonneur/bloquer 70 III-2. Structure interne d’un échantillonneur/bloquer 72 IV- La conversion numérique-analogique 74 IV-1. Principe de la conversion numérique-analogique 74 IV-2. Convertisseur à résistances pondérées 75 IV-3. Convertisseur à réseau en échelle R-2R 77 Chapitre VI Circuits à deux états : les multivibrateurs I- Introduction 79 II- Multivibrateur monostable 79 III- Multivibrateur monostable a circuit intégré 86 IV- Multivibrateur bistable 88 V- Multivibrateur astable 91 Bibliographique 93 Annexe 94 Définitions et caractéristiques de l’impulsion RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE Chapitre I Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 1 Chapitre I : Définitions et caractéristiques de l’impulsion RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE Un signal est dit analogique si l’amplitude de la grandeur porteuse de l’information peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle donné. Dans sa forme analogique, un signal électrique (tension ou courant) peut être continu (si l’amplitude est constante sur un intervalle de temps donné) ou variable (si l’amplitude varie continûment en fonction du temps). Dans certains cas, le signal analogique varie suivant des lois mathématiques simples (signal sinusoïdal par exemple). Par exemple, la figure I-1 représente le courant généré par un microphone. Il s’agit d’un signal analogique variable : Figure I-1 : Exemple de signal analogique variable. Pour un signal continu on prend par exemple la tension disponible aux bornes d’une pile électrique (figure I-2). Figure I-2 : Exemple de signal analogique continu. La figure I-3 correspond à l’image de la tension secteur délivrée par le groupe Sonelgaz : c’est un signal alternatif sinusoïdal. Valeur instantané I(t) du signal t I(t) La valeur instantanée V(t) du signal reste constante en fonction du temps t V(t) Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 2 Figure I-3 : Exemple de signal alternatif sinusoïdal. Tout signal évoluant dans le temps (signal « variable ») sera appelé signal composite ; il sera la somme algébrique d’une composante continue et d’une composante alternative [1]. Par exemple pour une tension : V(t) = Vc + Va(t) tension composite tension continue tension alternative Que : V(t) et Va(t) sont des tensions variables dans le temps ; Vc est une tension constante dans le temps (peut être positive ou négative) ; la forme d’onde de la tension alternative Va(t) est dans les cas les plus courants carrée, rectangulaire, triangulaire ou sinusoïdale D’après la figure I-3 on peut conclure que, un signal alternatif est un signal composite dont la composante continue est nulle. II- Caractéristiques d’un signal analogique Tout signal électrique [tension ou courant] est défini par :  Sa forme d’onde ;  Son amplitude [ou son amplitude crête à crête] ;  Sa période [ou sa fréquence] ;  Sa valeur moyenne ;  Son rapport cyclique pour les signaux carrés et rectangulaires. Dans ce chapitre on va donner la définition de chacune de ces cinq caractéristiques des signaux. La valeur instantanée V(t) du signal varie suivant la fonction mathématique Vmax sinus (ω.t + ϕ) Vmax -Vmax t V(t) Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 3 II.1- Formes d’ondes d’un signal Les formes des signaux les plus utilisés en électricité et surtout en électronique sont les suivantes : a) Sinusoïdales ; b) Carrées et rectangulaires ; c) Triangulaires ; d) Train d’impulsions rectangulaires ; e) En dents de scie (rampes). Ces formes d’onde sont les plus courantes et les plus intéressantes. Pour cela, on va examinons en détail chacune d’elles. a- Formes d’onde sinusoïdale Cette forme d’onde est la plus usuelle puisqu’elle est fournie par les sociétés distributrices d’électricité pour l’alimentation des appareils domestiques et industriels (figure I-4). Figure I-4 : Forme d’onde sinusoïdale. L’expression mathématique générale de la forme d’onde d’une tension sinusoïdale est donnée par l’équation suivante :       t V t V ax m . sin ) ( ……..……...……………….………….......…………………… (I-1) Avec :  V(t) : la tension instantanée (V) ;  Vmax : la tension maximale (V) ;  ω : la pulsation ou vitesse angulaire électrique (rad/s) ; -Vmax Vmax T t V(t) Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 4  ϕ : le déphasage (rad). Remarque : rappelons que ω = 2* π*f, où f est la fréquence et π est une constante numérique ≈ 3.14 et que la période T = 1/f. Pour une forme d’onde sinusoïdale la valeur moyenne de la tension et la valeur efficace (Veff) sont données par : m m eff V V V    707 . 0 2 ……..………..………………………….........…………………… (I-2) Par redressement, on obtient, des formes particulières de la tension sinusoïdale (figure I-5.a et I-5.b). Figure I-5.a : Forme d’onde du redressement simple alternance d’une tension sinusoïdale. La forme d’onde représente par la figure I-5.a montre un redressement simple alternance, on a : m ax 318 . 0 V V V ax m moy    ………….…………………………….......…………………… (I-3) Puis : ax m eff V V   5 . 0 ……..………………………………….………….......…………………… (I-4) Figure I-5.b : Forme d’onde du redressement double alternance d’une tension sinusoïdale. 0 Vmax t T V(t) Vmax T t 0 V(t) Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 5 Cette forme d’onde représente un redressement double alternance, on a : max 623 . 0 V Vmoy   ………….……………..…………………….......………………….… (I-5) Et : max 707 . 0 V Veff   ……..……………………..….……………….......…………………… (I-6) b- Onde carrées et ondes rectangulaires La forme d’onde carrée est la plus courante après la forme d’onde sinusoïdale. Elle sert en général de référence pour les essais des circuits et des systèmes. Autrement dit, sa principale propriété est de présenter une symétrie dans le temps. Avant de présenter l’onde carrée, on commence d’abord par l’onde rectangulaire. Les figures I-6.a, I-6.b et I-6.c exposent trois façons de générer des ondes rectangulaires.  Premier mode de génération d’une forme d’onde rectangulaire (figure I-6.a) ; Figure I-6.a : Premier mode de génération d’une onde rectangulaire. Selon la position de l’interrupteur K, la tension de sortie passera brusquement du niveau E de la pile au niveau 0V ou vice versa.  Deuxième mode de génération d’une forme d’onde rectangulaire (figure I-6.b) ; Figure I-6.b : Deuxième mode de génération d’une onde rectangulaire. E B K A + + Vs t 0 Vs E + E2 E1 + B K A + + Vs t 0 E2 Vs E1 Chapitre I Définitions et caractéristiques de l’impulsion 6 Dans uploads/Philosophie/ dr-guermat-noubeil-support-de-cours-electronique-des-impuls.pdf