1001_D.pdf

1001 •ELEKTOR•

0350 Diviseurprogrammable

De par le couplage des deux circuits

intégrés on aura, via l’une des sorties

de IC2 et pendant que cette sortie se

trouve au niveau bas, circulation d’un

flux de courant de IC1 vers la masse, à

travers la résistance et la LED correspon-

dante. Les LED clignoteront donc (plus

ou moins visiblement) à la fréquence

correspondant à la sortie sélectionnée

de IC2.

Avant que le courant n’arrive à la masse,

il se charge d’abord de produire, aux

bornes de la résistance prise en série

sur la broche V SS , une tension qui est

transformée, elle, en un niveau logique

standard par le transistor T1.

En fonction de la position du compteur

IC1 le courant à travers la broche V SS

aura une certaine fréquence d’impulsion.

Cette fréquence impulsionnelle dépend

également du signal présent sur l’em-

base d’entrée K1. La fréquence d’hor-

loge maximale admissible dépend et de

la tension d’alimentation et du circuit

intégré utilisé. Si l’on utilise par exemple

un 4040 de SGS-Thomson la fréquence

maximale sera de 7 MHz si V DD = 5 V et

de 24 MHz si V DD =15V.

Le bouton-poussoir S1 sert à définir

la position de IC1. L’ensemble de la

résistance R14 et du condensateur C5

garantit un état initial bien défini de

IC1 après l’application de la tension

d’alimentation. La résistance R1 et le

condensateur C1 font office de dispo-

sitif « anti-rebonds ».

100n

10 µ

16V

10 µ

16V

270 Ω

D10

CTRDIV10/

270 Ω R6

270 Ω R7

270 Ω

CTR12

DEC

CT=0

270 Ω R9

270 Ω R10

270 Ω R11

270

IC1

IC2

4040

4017

Ω

R13

270

Ω

R12

R14

270

Ω

CT ≥ 5

100n

VSS

BC547

4n7

954008 - 11

Le sous-titre de cet article aurait pu être

quelque chose du genre « créativité à

base de CMOS ». Pourquoi ? Eh bien,

dans ce montage l’auteur fait appel

d’une manière impropre à la connexion

V SS d’un circuit intégré CMOS. Un coup

d’oeil au schéma nous montre que IC2,

un 4040, constitue le coeur de ce mon-

tage. Il s’agit d’un circuit intégré qui

comporte un certain nombre de diviseurs

binaires (par2) pris en série. De par la

structure interne de ce composant, un

signal d’horloge appliqué à son entrée

se retrouvera à la sortie Q0 avec une

fréquence égale à la moitié de la fré-

quence initiale (divisé par deux donc) ;

elle sera le quart sur Q1 ; divisé par 8

sur Q2 ; etc... Chacune des sorties Q0

à Q9 fournit donc une tension rectan-

gulaire dont la fréquence correspondant

au nième facteur de division binaire du

signal d’entrée.

En regardant de près on ne manquera

pas de remarquer que les broches Q0 à

Q9 ne font pas office de sortie..., mais

d’entrée pour le niveau de sortie de IC1.

Ce circuit intégré est un compteur déca-

dique présentant la caractéristique spé-

cifique de ne toujours avoir qu’une seule

sortie à l’état actif (laquelle dépend de

la position du compteur).

M.S. Nagaraj

■

circuits

1001 •ELEKTOR•

0419 Filtre Butterworth du 8 ème ordre à un seul ampli op

sentant. Une SAO ( S imulation A ssistée

par O rdinateur) du filtre nous apprend

que le simple fait d’utiliser un double

étage d’amplification se traduisait déjà

par une dérive de 0,02 dB. À l’inverse

des autres filtres (nommés quelques

lignes plus haut) cette version pré-

sente quelques problèmes de mise en

ondulation interne. La seconde section

présente en effet, juste en amont du

point de coupure, une crête d’ampli-

fication de 3 dB. Le fait de prendre la

dite section en fin de filtre ne risque

pas poser de problème d’arrivée en

butée des signaux lorsque l’on pousse

le filtre à la limite de modulation de

l’amplificateur opérationnel utilisé. Il

n’en reste pas moins vrai que, de ce

fait, le rapport signal/bruit est quelque

peu moins bon à proximité du point de

coupure.

Pour ce filtre aussi, un amplificateur

opérationnel du type NE5532 fera par-

faitement l’affaire ; la consommation

atteint de l’ordre de 4 mA par amplifi-

cateur opérationnel.

Dans la pratique il peut être intéressant

d’envisager l’utilisation d’amplificateurs

opérationnels à entrées à FET. Ce type

de circuit intégré présente un niveau de

bruit intrinsèque sensiblement moindre

que ses homologues bipolaires ; cepen-

dant, vu que dans le circuit présent la

majeure partie du bruit produit l’est

par les 8 résistances, cela ne change

pas grand-chose à la situation.

18n807

13n016

18n724

14n355

10k0

IC1a

IC1b

R11

R13

R10

R12

36n732

7n1355

36n546

6n5318

15V

100n

Un examen critique du schéma montre

que les valeurs des condensateurs sont

très proches dans les deux sections de

filtre. Toute liberté prise par rapport

aux valeurs théoriques a vite fait de se

traduire sous la forme d’une ondulation

dans la courbe caractéristique d’ampli-

tude. Pour peu que l’on arrondisse les

valeurs jusqu’à celles les plus proches

de la série E-12, l’effet de cette substi-

tution sera sans aucun doute sensible.

Une comparaison avec un filtre Bessel

montre que la courbe de réponse en

fréquence de cette variante de filtre

Butterworth évolue très différemment

et qu’en outre la caractéristique de

propagation (en fonction des différen-

tes fréquences) n’est pas constante ce

qui se traduit par la présence de bos-

ses dans la courbe graphique la repré-

IC1 = NE5532

IC1

C10

100n

15V

944025 - 11

Après avoir doté le filtre Bessel du 4 ème

ordre présenté ailleurs dans ce CD-ROM

de deux petits frères, à savoir un But-

terworth du 4 ème ordre et un Bessel du

8 ème , nous ne pouvions pas ne pas leur

associer un filtre Butterworth du 8 ème

ordre lui aussi. Ici encore, le dimen-

sionnement des composants reprend

les valeurs théoriques correspondant

à une fréquence de coupure de 1 kHz.

Pour une valeur de fréquence de cou-

pure différente il faudra s’armer d’une

calculatrice et d’un rien de patience et

d’imagination.

■

circuits

1001 •ELEKTOR•

0611 Microampèremètred’ionisation

page 1 / 2

D13

4 calibres compatibles avec la majorité

des types de chaudières au gaz :

1 .compensation de la tension de

décalage (offset adj.)

2 .0,3 à 3µA

3 .1 à 10 µA

4 .3 à 30 µA

5 . 10 à 100 µA.

La mesure du courant se fait aux bor-

nes d’une résistance-shunt de 1 kΩ/

1 %, R1. On trouve, en parallèle, une

paire de diodes, D1 et D2, montées en

tête-bêche ; sont chargées de la pro-

tection des entrées de l’amplificateur

opérationnel contre des niveaux de

tension trop élevés. Vu les caracté-

ristiques techniques du calibre le plus

sensible, il est important que les diodes

ne présentent pas un courant de fuite

important. En fonction de la position

du sélecteur S1, le gain introduit par

IC1 atteint, 1 000 (position de compen-

sation de l’offset), 300, 100 ou 30. Le

signal de sortie de IC1 attaque ensuite

un circuit de commande de LED, un

LM3914 de National Semiconductor,

qui visualise le courant sur l’échelle

de LED qu’il commande. La tension de

référence du dit circuit intégré est fixé

à 3V.

L’étalonnage du circuit se fera en lais-

sant son entrée en l’air. Si le rotac-

teur S1 est mis dans la position du

schéma, la tension de référence de

IC2 est injectée, via la résistance R2,

1M00

S1 :

1N4001

Bt1

1 OFFSET ADJ.

2 3

S1b

3k02

3 10

4 30

16V

5 100

11k0

S1 a

42k2

R1...R9 = 1%

L 10

100k

IC1 = TLC271

MODE

D10

D11

D12

D1,D2 = BAV21

SIG

RHI

IC2

REFOUT

IC1

LM3914

REFADJ

RLO

25k

944087-11

Les chaudières HR (à haut rendement)

au gaz modernes ne connaissent plus,

pour la plupart, de veilleuse, mais

sont dotées d’un allumage électro-

nique. Lorsque l’on veut savoir si le

brûleur est allumé il suffit de mesurer

l’ionisation produite par la flamme. Si

le courant d’ionisation relevé est trop

faible le dispositif de sécurité entre en

fonction. L’électronique de l’appareil

entreprend une nouvelle tentative d’al-

lumage du brûleur. Si ce processus se

solde par un échec, l’appareil signale,

par les moyens dont il dispose, un affi-

cheur 7 segments à LED dans le cas

d’une Nefit Turbo par exemple, l’exis-

tence d’une panne.

Il faut, pour mesurer le courant d’ionisa-

tion, un instrument de mesure capable

de supporter les courants d’allumage éle-

vés et de mesurer des courants de 1 à

100 µA. Le montage décrit ici comporte

circuits

100

1001 •ELEKTOR•

0611 Microampèremètred’ionisation

page 2 / 2

à l’entrée (+) de IC1, de sorte qu’il

circule à travers la résistance R1 un

courant de 3 µA. On joue alors sur la

position de l’ajustable P1 de manière à

avoir l’illumination des deux LED supé-

rieures de l’échelle.

Il ne reste plus maintenant qu’à met-

tre, à l’occasion de la prochaine visite

de son installateur de chauffage central

venu réviser la chaudière, la main sur

un câble de connexion mis au ran-

cart ainsi qu’une embase apparentée

dans laquelle viendra s’enficher le

connecteur du dit câble. Sachant que

la consommation de l’appareil est de

10 mA, on pourra se contenter, pour

l’alimentation, d’une pile compacte de

9V.

■

circuits

1001 •ELEKTOR•

0047 Alarme pour valise

détecteur / indicateur de mouvement.

Le circuit convient de ce fait égale-

ment comme alarme pour bicyclette,

vélo(cipède) ou autre moto.

Un bref examen du schéma, il n’en fau-

dra pas plus pour élucider totalement

le fonctionnement de l’électronique qui

se passera ainsi d’explications compli-

quées. Un interrupteur à mercure, S1,

fait office de détecteur de mouve-

ment.

Le fonctionnement du circuit repose

sur le fait que le capteur est monté (à

l’intérieur de la valise, sur le vélo ou

sur la moto) de façon à ce qu’au repos

ses contacts soient ouverts. Dans ces

conditions, le moindre mouvement se

traduit par le déplacement du mercure

et donc la fermeture des contacts de

S1. Si cette fermeture se produit après

l’activation du circuit à l’aide de S2,

le condensateur électrolytique C2 se

charge rapidement via la résistance

R1 et les contacts de S1. Le charge-

ment de C2 est presque instantané.

Un mouvement de l’objet à protéger

se traduira donc quasi-immédiatement

par l’entrée en action de l’oscillateur

réalisé à l’aide de IC1c. Cet oscillateur

commande, de façon intermittente,

le résonateur piézo-électrique actif

Bz1 qui générera de ce fait un signal

d’alarme.

Même si les contacts de l’interrupteur

à mercure, S1, s’ouvrent à nouveau, le

signal d’alarme continuera à se mani-

fester. Ce n’est qu’après le décharge-

ment de C2 via la résistance R3 que

le circuit d’alarme se tait. La durée

de déchargement de C2 est de 30 s

environ. IC1a et IC1b font office, pour

ainsi dire, de tampon entre le circuit

de déclenchement et l’oscillateur. La

diode D1 évite que le condensateur

C1 ne se décharge à travers la résis-

tance R3 entraînant un arrêt précoce

de l’oscillateur.

Comme la consommation, résonateur

activé, se limite à quelque 10 mA seule-

ment, une pile « bloc » de 9 V convient

parfaitement comme source de tension

– et ce pour une très longue durée. Si

l’on veut diminuer encore l’impact sur

le milieu, on pourra éventuellement

faire appel à un accu CdNi de 9V.

A.B. Tiwana

■

IC1 = 40106

Bz1

IC1a

IC1b

IC1c

1N4148

10k

25V

IC1d

IC1e

IC1f

Bt1

IC1

100n

944042-11

Ce montage se distingue par deux

caractéristiques très intéressantes : un

concept ultra-simple et, dans la prati-

que, un domaine d’utilisation pratique-

ment universel. Bien que nous ayons

baptisé cette électronique « alarme

pour valise » on pourra faire appel à

ce montage aux dimensions minuscules

pour toute application nécessitant un

circuits

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