Réseaux électriques - GEII

TPE S2 : Circuit astable
Objectifs
Réaliser 2 montages afin de mettre en œuvre un oscillateur à base de 555 en fréquence fixe et à fréquence variable. Un
oscillateur astable génère des signaux typiques, carrés, triangulaire, dents de scie. Une étude sur divers montages doit vous
permettre d'observer l'apparition de signaux et leurs caractéristiques en amplitude et en fréquence. Le fonctionnement de ces
er
montages est régit par les équations différentielles du 1 ordre.
Pré requis, Documents
Cours d’électronique du semestre 2 sur les oscillateurs non linéaires
Data Sheet du NE555
Circuits linéaires et d'interface : Texas Instruments ; Code des couleurs
Travail de préparation
Les oscillateurs non linéaires ou multivibrateurs astables fonctionnent tous à peu près de la même façon. Il s'agit d'attendre que
la charge ou la décharge d'un condensateur atteigne un seuil de tension mesuré par un système. Le temps correspondant à cette
attente représente la demi-période du signal, on en déduit la fréquence. L'amplitude est liée à l'alimentation.
Étude des signaux générés
Figure 1 : Forme des Signaux
Pour le signal carré représenté, les équations des temps hauts et bas sont obtenues à partir des équations différentielles de la
charge d'un condensateur à travers une résistance sous tension fixe et de la décharge du condensateur à travers la même
résistance. Le premier temps n'est pas comptabilisé car il est transitoire.

Retrouver ces résultats à partir des équations différentielles.

En remplaçant par les seuils haut et bas du NE555, donnez les expressions des temps haut et bas pour un astable à
NE555.

En déduire la fréquence et le rapport cyclique associés.
T.P.E. S2
Application des composants électroniques
ème
2
série de TP
Calculer les valeurs des composants passifs d'un astable à NE555
Nous allons régler notre montage pour générer un signal carré de 1kHz avec un rapport cyclique proche de 50%.

Calculer les valeurs des composants pour cela.

Vous devrez faire un choix arbitraire pour le condensateur C1. Une valeur commune dans ce cas là est 100nF.
Figure 2 : Astable à 555
Composants :
CI1 : NE555
DIL08
Vcc = 5Volts
Études à réaliser en salle de T.P.
Câbler les montages suivants, faites les vérifier par vos enseignants.
Relever les mesures nécessaires afin d'en déduire les grandeurs recherchées.
Mise en œuvre d'un astable à 555
Réaliser le montage de la figure 2 sur plaquette d'essai. Le montage sera alimenté sous 5Volts.

Utiliser les composants mis à votre disposition pour obtenir votre signal à la fréquence de 1kHz.

Relever les divers signaux et leurs caractéristiques observés à l'oscilloscope.

Comparer avec les valeurs théoriques calculées.

Conclure sur ce montage.
I.U.T. de Nîmes
Département G.E.I.I.
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ème
Application des composants électroniques
2
série de TP
Mise en œuvre d'une sirène type police américaine
Vous allez réaliser le montage de la figure 3 sur plaquette d'essai. Le montage sera alimenté sous 5Volts.
Il s'agit d'une sirène de véhicule de police américaine. Le son produit ici sur un piezo est très caractéristique. Sa fréquence monte
progressivement pendant quelques secondes puis redescend pendant une durée équivalente.
Composants :
CI1 : NE555
R2 : 10kΩ variable
R5 : 4,7kΩ
Piezo : KPE-163
Vcc = 5Volts
T1 : 2N2907
Figure 3 : Sirène de police
Préparation

Calculer les composants R3, R4 et C2 pour obtenir une période de l'ordre de 6 secondes et un rapport cyclique proche de
50%.

Vous devrez faire un choix arbitraire pour le condensateur C2. Une valeur commune dans ce cas là est 100µF.
Réaliser le montage

Ne pas décâbler le 1 montage, mais compléter le par un 2 montage quasiment identique.

Utiliser les composants mis à votre disposition pour réaliser votre montage.

Remplacer la résistance R2 du 1 montage par une résistance variable de 10k.

Ajouter R5 et T1.

Relever les signaux sur la broche 2 de CI2 à l'oscilloscope.

Comparer avec les valeurs théoriques calculées.

Placer une pastille piezo sur la sortie de CI1. Constater l'effet produit.

Faites varier la résistance ajustable avec un petit tournevis. Constater l'effet produit.
er
nd
er
I.U.T. de Nîmes
Département G.E.I.I.
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