Bascule de Schmitt

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Une bascule de Schmitt, aussi appelée trigger de Schmitt ou bascule à seuil, est un circuit logique inventé en 1934 par Otto Schmitt, ingénieur américain.

Symbole

Principe[modifier | modifier le code]

C'est une bascule à trois entrées V, SB et SH et une sortie Q. Contrairement aux autres bascules, qui sont commandées en appliquant des signaux logiques à leurs entrées, la bascule de Schmitt est conçue pour être pilotée par une tension analogique, c'est-à-dire qui peut prendre n'importe quelle valeur (dans l'intervalle 0 - Vcc afin de ne pas dégrader le circuit).

Les entrées SB et SH (seuil bas, seuil haut, ce dernier étant à un potentiel supérieur à SB) sont maintenues à des potentiels fixes ; ceci peut se faire par exemple grâce à un diviseur de tension composé de 3 résistances placées en série entre Vcc et la masse ; SH et SB sont reliés aux points intermédiaires du diviseur.

Fonctionnement[modifier | modifier le code]

Chronogramme

Le fonctionnement est le suivant :

  • supposons qu'au départ, V soit à 0 ; Q est alors à 0 ;
  • quand V augmente, Q reste à 0 jusqu'à ce que V dépasse SH ; à ce moment, Q passe à 1 ;
  • Q reste à 1 jusqu'au moment où V devient inférieur à SB ; à ce moment, Q passe à 0;
  • Q reste à 0 jusqu'à ce que V repasse au-dessus de SH.

Applications[modifier | modifier le code]

La principale application de la bascule de Schmitt est la mise en forme de signaux analogiques pour les appliquer à des circuits logiques (par exemple une entrée de compteur).

La bascule de Schmitt peut aussi être utilisée pour :

  • débarrasser un signal du bruit ; il suffit que l'écart entre SH et SB soit supérieur à l'amplitude crête-à-crête du signal ;
  • réaliser des circuits de contrôle avec hystérésis : thermostats, interrupteurs crépusculaires, maintien du niveau dans une cuve...
  • le trigger de Schmitt est l'ancêtre des générateurs de musique et a été très longtemps utilisé pour les appareils électroniques devant générer du son, comme les montres électroniques, les sonneries des téléphones portables, les Game-Boy et consoles de jeux antérieures à la génération 16-bit, les alarmes électroniques, les cartes de vœux parlantes, les boîtes à musique et horloges électroniques, etc. Il ne pouvait générer que des signaux rectangulaires, appelés dans le langage courant "sons électroniques", et ont été très longtemps associés aux jeux vidéos même après que la bascule de Schmidt soit tombée en désuétude pour ce type d'application. Le fameux bip des premiers ordinateurs dans les années 1980 était un signal rectangulaire.

Utilisation en électronique numérique[modifier | modifier le code]

Symbole d'une porte Trigger de schmitt [1] : Symbole

Le dessin contenu dans le triangle représente le cycle d'hystérésis caractéristique de ces portes logiques :Cycle d'hystérésis

Ces portes permettent de s'assurer de la stabilité d'un signal de sortie logique en fonction d'un signal d'entrée analogique.

Références[modifier | modifier le code]

  1. SN74AUP2G17 datasheet