Ce montage est une modification du montage classique d'un NE555 monté en astable. Il permet de réaliser un VCO (Oscillateur commandé en tension).
La broche "Control Voltage" (5) du circuit est ici reliée par une résistance Rc à un générateur de tension de fem E. Pour calculer le potentiel V5 le plus simple est d'utiliser le théorème de Millman.
Montrer que si Rc = 20 kΩ alors V5 = 2U = (4Vcc + E) / 7.
Conseil : Cette broche est reliée en interne à l'entrée du comparateur C2 (courant consommé pratiquement nul), à Vcc par une résistance R = 5 kΩ, à la masse par deux résistances R et à E par la résistance Rc.
La valeur du seuil haut devient 2U au lieu de 2Vcc / 3 et la valeur du seuil bas devient U au lieu de Vcc / 3.
En régime permanent, le condensateur C est chargé à travers deux résistances R1 et R2 (constante de temps (R1 + R2).C). Quand la tension aux bornes de C dépasse U, le comparateur C1 bascule et positionne la borne SB de la bascule. Quand la tension aux bornes de C dépasse 2U, le comparateur C2 bascule à son tour et provoque le passage de la sortie de la bascule RS à l'état bas et la saturation du transistor de décharge. C se décharge à travers l'espace collecteur-émetteur du transistor et la résistance R2 (constante de temps pratiquement égale à R2.C). Quand la tension aux bornes de C atteint U, le comparateur C1 bascule ce qui provoque le passage de la sortie de la bascule RS à l'état haut et le blocage du transistor de décharge. Le circuit va osciller entre ces deux états et forme un montage astable.
Montrer que la durée de la charge est dans cet exemple :
T1 = (R1 + R2).C.ln((10Vcc − E) / (6Vcc − 2E)) et que celle de la décharge est T2 = R2.C.ln(2).
La période de l'astable est T = T1 + T2.
On peut remplacer la tension continue E par une tension sinusoïdale très basse fréquence. On obtient alors un signal vobulé (de l'anglais Wobulator wobble : osciller et oscillatator : oscillateur). Dans la gamme audible cela donne des sons originaux.
Utilisation :
Les courbes correspondent au fonctionnement permanent : le fonctionnement à la mise sous tension avec le condensateur complètement déchargé n'est pas étudié.
Il est possible de modifier la valeur de E. Les valeurs des périodes T1 et T2 sont affichées ainsi que la fréquence de l'astable.
Les valeurs des fréquences mesurées sur une maquette diffèrent des valeurs calculées de moins de 2%.
Exercice :
Dans le cas du montage classique du NE555 en astable (la broche 5 et "en
l'air" ou reliée à la masse par un condensateur) indiquer :
a) Le potentiel de la broche 5
b) La période d'oscillation du circuit.
Vérifier la cohérence de ces résultats avec ceux obtenus pour le montage étudié.