Oscillateur à portes logiques
Sommaire
Bonjour !
Suite au célèbre NE555, voilà un exemple d'oscillateur à porte logique NAND (Non ET)
Je trouve cet oscillateur bien moins intéressant que les deux premiers car je le trouve "sensible" sur la sortie qui se parasite facilement. De plus, la porte donne très peu de puissance et dans mon cas, galère avec les NPNs.
1. Introduction
Je n'ai pas vraiment d'info sur cet oscillateur... lors de mon montage, j'ai pu observé une précision moyenne à vide. Mais qui, avec l'ajout d'un transistor de sortie, changeait radicalement. Ainsi, mon montage qui devait délivrer 2068Hz, délivrait 1713Hz à vide, puis 1888Hz avec un PNP branché, 1868Hz avec un PNP et le HP.
J'ai tenté de mettre des NPNs... 1 NPN modifie de manière critique la fréquence, 2 NPNs en cascade donne un résultat proche du PNP seul. Bref... pas convaincu. Ou j'ai loupé quelque chose, ou ce système n'est pas super stable en lui même...
Ici, la fréquence se calcule (si on peut appeler ça calculer vu les résultats inconstants à souhait) de cette manière :
$$F = \dfrac{1}{2\pi RC\times ln(3)}$$
2. Théorie
Tout d'abord, voici pour rappel la table de vérité d'une porte NAND:
| A | B | S |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
En reliant les deux entrées A & B ensembles, on obtient une simple porte inverseuse donc la table de vérité est la suivante:
| E | S |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Pour cette partie voilà ce que j'ai compris. Et j'ai beau réfléchir, il ne doit pas y avoir beaucoup d'autres solutions, donc je pense que ça fonctionne réellement comme ça :
-En premier temps, rien ne s'applique sur la porte NAND1. Elle passe donc à 1. Ce signal charge le condensateur et inhibe NAND1.
-Un petit temps supplémentaire avec la décharge du condensateur qui appliquant une tension sur NAND1 le maintient inhibé.
La charge et la décharge passe par R1 : ainsi, augmenter sa valeur allonge la période. Période de charge qui est donc RC et de décharge RC. Ca rejoint donc bien l'idée de la formule qui donne :
$T = 2\times RC \times ln(3)$ avec $ln(3) \simeq 1.09$
Je pense que ça correspond à une latence quelconque : de toute manière, pour l'explication de low que je donne, c'est négligeable.
Bref, je n'aurais pas grand chose à dire de plus, ça donne un signal carré les NANDs étant à 1 à tour de rôle.
3. Application
Matériel requis:
Oscillateur :
- 1x CD4011, 4 portes logiques à 2 entrées
- 1x Résistance 1 MOhms
- 1x R1, Résistances 1/4W : selon vos valeurs souhaitées
- 1x C1, Condo non-polar : selon vos valeurs souhaitées
- 1x Résistance pour la base du PNP : j'ai pris 10k pour ne rien griller
- 1x BreadBoard
- Du fil à strap
Témoin :
- 1x PNP : j'ai pris un 2N2907
- 1x HP : petite puissance
Comme dit plus haut, les NPN passent très difficilement pour je ne sais quelle raison. Iout trop faible ? sûrement...
Bref, l'idée est donc de mettre un PNP.
Encore une fois j'utilise un PNP 2N2907, une résistance et un HP choisi sans réflexion... tout est majoré pour ne rien griller et dans l'unique but d'obtenir un signal sonore. Si vous escomptez faire un générateur durable, vous devez prévoir les consommations, puissances etc.
Pour obtenir mon ~$1800Hz$ : j'utilise $R_1= 22k\Omega$, $C_1 = 1nF$.
Voilà mon dernier oscillateur carré présenté ici, il est le dernier et je ne l'aime pas. Les prochains oscillateurs seront des pseudos sinusoidaux & sinusoidaux et présenté par lobodol.
J'ajoute ça car l'idée m'est venue... il est possible que l'instabilité notoire soit dûe à l'abscence d'un condo de découplage !
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