Monostable à AOP (version 2)


Le schéma de ce monostable diffère sensiblement de celui étudié dans une autre page.

État stable
À cause de la réaction la tension de sortie est Vs = ± U tension de saturation de l'AOP.
Sans action extérieure le condensateur C se charge jusqu'à ce que le potentiel de l'entrée moins de l'AOP Vm soit égal à E.
Le potentiel de l'entrée plus Vp est égal à Vs.Ra / (Ra + Rb) .
Dans tous les cas on a Vm > Vp donc Vs = −U
Le potentiel de l'entrée + est donc Vp = β.U avec β = Ra / (Ra + Rb).
Le potentiel de l'entrée − est Vm = E.

État instable
On applique décharge l condensateur. Le potentiel de l'entrée − devient inférieur à celui de l'entrée + : le comparateur change d'état. La tension de sortie devient +U.
Le potentiel de l'entrée + devient Vp = + β.U.
Le condensateur C se charge à travers la résistance R à partir de la tension de sortie Vs = U. Si on pose RC = τ, la tension aux bornes du condensateur est Vm = E(1 − exp(− t / τ).
Quand la tension Vm devient supérieure à Vp = β.U le système bascule vers son état stable et Vs = −U

Calcul de la période.
Soit D la durée que passe le système dans son état instable.
La loi de variation de Vm est Vm = E(1 − exp(− t / τ)).
En t = D, Vm= β.U ≈ β.E
exp(− D / τ) = 1 − β = Rb / ( Ra + Rb).
D = RC.log(1 + Ra / Rb) .

Circuit de commande
Pour pouvoir observer facilement le phénomène on le rend répétitif en complétant le monostable par le circuit contenu dans le cadre dessiné en pointillés.
Un signal rectangulaire de fréquence F est appliqué à l'entrée d'un circuit dérivateur R0 = 1 kΩ, Co = 3 nF. A chaque front montant de signal le bref courant de charge de C0 crée une impulsion positive aux bornes de R0. Cette impulsion sature le transistor qui décharge le condensateur C. Les fronts descendants génèrent une impulsion négative qui augmente le blocage du transistor.
Pour étudier le fonctionnement du circuit dérivateur consulter cette page ou celle-ci.
Pour ne pas perturber le fonctionnement du monostable, il faut bien sur que 1 / F soit supérieur à D .

Remarque : Si on relie R et Rb à la sortie au lieu de +E, on obtient un astable.


 

Voie bleue : Signal de l'entrée moins.

Voie orange : Signal de sortie.