Multivibrateur

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Un multivibrateur est un oscillateur électronique dont un seul élément stocke les charges qui circulent dans le circuit.

Types de multivibrateurs[modifier | modifier le code]

Le multivibrateur astable[modifier | modifier le code]

Exemple de schéma de multivibrateur astable

Le multivibrateur astable oscille toujours entre deux états jamais stables.

Ci-contre un exemple de schéma de multivibrateur astable. Les sorties sont situées au niveau du collecteur de Q1 et de Q2.

Si l'on néglige les temps de montée, le signal de sortie produit par le multivibrateur est un signal carré.

Les sorties sont inversées l'une par rapport à l'autre.

La durée de l'état 1 (sortie à l'état bas) est relié à la constante R2C1 correspondant à la charge de C1, et la durée de l'état 2 (sortie à l'état haut) sera reliée à R3C2 correspondant à la charge de C2. Vu qu'ici les charges des condensateurs sont indépendantes, il est aisé d'obtenir un rapport cyclique différent.

La tension aux bornes d'un condensateur avec une charge initiale non-nulle est donnée par :  V_\text{cap}(t) = \left((V_\text{capinit} - V_\text{charge}) \times e^{-t/(RC)}\right) + V_\text{charge}

En regardant C2, juste avant que Q2 commute, la patte gauche de C2 est au potentiel base-émetteur de Q1 (VBE_Q1) et sa patte droite est à VCC ("VCC" est utilisé ici à la place de "+V" pour faciliter la lecture). La tension aux bornes de C2 est VCC moins VBE_Q1 . Juste après la commutation de Q2, la patte droite de C2 est maintenant à 0 V ce qui conduit l'autre patte de C2 à 0 V moins (VCC - VBE_Q1) ou VBE_Q1 - VCC. À cet instant, la patte gauche de C2 doit se charger de nouveau jusqu'à VBE_Q1. C'est le temps de cette charge qui va fixer la moitié de la période du multivibrateur (l'autre provenant de C1, est suivant le même raisonnement). Dans l'équation de charge d'un condensateur présentée au-dessus, en remplaçant les variables : V_\text{cap}(t) par VBE_Q1, V_\text{capinit} par (VBE_Q1 - VCC) et V_\text{charge} par VCC on obtient :  V_{\text{BE}\_\text{Q1}} = \left(((V_{\text{BE}\_\text{Q1}} - V_\text{CC}) - V_\text{CC}) \times e^{-t/(RC)}\right) + V_\text{CC} .

Ce qui nous donne une équation pour t :  t=-RC \times \ln\left(\frac{V_{\text{BE}\_\text{Q1}} - V_\text{CC}}{V_{\text{BE}\_\text{Q1}} - 2 V_\text{CC}}\right)

Pour que ce circuit fonctionne, VCC>>VBE_Q1 (par exemple: VCC=5 V, VBE_Q1=0,6 V), on peut alors simplifier l'équation précédente :  t = -RC \times \ln\left(\frac{-V_\text{CC}}{-2 V_\text{CC}}\right) ou  t = -RC \times \ln\left(\frac{1}{2}\right) ou  t = RC \times \ln(2)

La période de chaque «moitié» du multivibrateur est alors donnée par : t = ln(2)RC.

Le multivibrateur monostable[modifier | modifier le code]

Exemple de schéma de multivibrateur monostable

Un multivibrateur monostable peut avoir en sortie deux états : haut ou bas.

Une courte impulsion négative sur son entrée active la sortie à l'état haut, qui va revenir à son état initial après une période de temps déterminée par le temps de charge du condensateur. Si, toutefois, l'impulsion négative est maintenue, la sortie ne pourra pas revenir à son état initial. Elle y retournera une fois l'impulsion négative arrêtée.

Le multivibrateur bistable[modifier | modifier le code]

Exemple de schéma de multivibrateur bistable (R1, R2 = 1 kΩ, R3, R4 = 10 kΩ).

Un multivibrateur bistable est un type de circuit dont la sortie change d'état lors de la modification de l'état d'une de ses entrées et qui garde cette position jusqu'à ce qu'un nouveau signal vienne rétablir la sortie à son niveau d'origine.

Ce type de circuit possède deux entrées et une ou deux sorties. Les entrées sont nommées Set et Reset. L'activation de Set modifie l'état de la sortie, alors que l'activation de Reset la renvoie à son état d'origine.

Tous les multivibrateurs possèdent un état interdit, c’est-à-dire un état dans lequel le multivibrateur ne doit pas être. Cet état est créé lorsque l'entrée Set et l'entrée Reset sont actionnées en même temps.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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