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Information tutoriel

  • Ajouté le: janv. 31 2009 12:34
  • Date Updated: sept. 15 2014 12:36
  • Lectures: 22156
 


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2 Notes

Créer un signal d'horloge sans quartz

Posté par Shuzaku on janv. 31 2009 12:34
Je vais vous présenter un montage couramment utilisé pour réaliser des horloges destinées à piloter des circuits logiques (microcontrolleur par exemple). En effet, ces horloges battent la mesure des circuits logiques synchrones.
Sommaire :

Image IPBUn signal d'horloge, pour quoi faire ?


Je vais vous présenter un montage couramment utilisé pour réaliser des horloges destinées à piloter des circuits logiques (microcontrolleur par exemple). En effet, ces horloges battent la mesure des circuits logiques synchrones.


Image IPBSynchro...quoi ?


Un circuit logique synchrone est un circuit qui exécutera régulièrement une action dans le temps - ici sur front montant de notre l'horloge : il est donc dit synchrone. Comme exemple tout bête, votre processeur de votre ordinateur est synchrone ! Il exécute une action à intervalle régulier, cet intervalle est indiqué par la fréquence de l'horloge.

Voici un signal d'horloge :
Image IPB

Allez un petit exemple, mon ordinateur possède une fréquence de f = 1,66GHz, combien fait il alors d'actions à la seconde ? Tout le monde sait ( ou devrait savoir Image IPB ) que f=1/T donc T=1/f,
f = 1,66GHz = 1,66 * 1 000 000 000 Hz, soit 1 660 000 000 Hz. On trouve donc T=0,0000000006s
Mon ordinateur exécute donc une action toutes les 0,0000000006s. Soit 1 milliard et 66 millions d'actions par seconde ! Impressionnant non ?

Voici en image mon signal d'horloge de mon processeur de 1,66GHz
Image IPB

Petite parenthèse pour votre culture générale, un système dit asynchrone est donc un système qui ne dépend pas du temps et qui n'est donc pas forcément régulier.

Seconde parenthèse, tout ce que je vous raconte là à propos de vos ordinateurs est une version simplifiée de ce qui se passe réellement.

Voilà, maintenant que vous savez pourquoi vous pouvez vous intéresser aux horloges, nous allons voir comment en créer une !


Image IPBBon alors, comment on le crée ce signal d'horloge ?


Classiquement, on utilise un quartz, mais ici je vais vous présenter un autre système sympathique qui utilise un circuit logique ! Le 74HC14 ! Ce montage porte plein de nom bizarre : le « trigger de schmitt », ou bien « oscillateur ». Et puisque l'on est très fort, on va même créer un signal d'horloge dont on pourra modifier la fréquence comme on veut ( ou presque, faut pas rêver on va pas faire du 1,66 Ghz Image IPB ). Ce système est aussi économique, seulement quatre composants ! Une résistance, un potentiomètre, un 74HC14 et un condensateur.

Voici le schéma :
Image IPB

Voici comment fonctionne le 74HC14 : lors de la mise sous tension, la sortie du 74HC14 est à l'état haut. Le 74HC14 possède deux seuils, un seuil supérieur et un seuil inférieur, lorsque la tension d'entrée du 74HC14 dépasse le seuil supérieur, alors la sortie du 74HC14 passe à l'état bas. Lorsque la tension à l'entrée descend en dessous du seuil inférieur, alors la sortie passe à l'état haut.

Voici comment ce système fonctionne en image :

Juste après la mise sous tension, la sortie du 74HC14 est à l'état haut, il y a donc une tension en sortie :
Image IPB

Le condensateur se charge sous l'influence du courant qui circule ici en rouge, jusqu'à ce qu'il dépasse le seuil du 74HC14 qui met alors sa sortie à 0.

Image IPB

On obtient alors :
Image IPB

Le condensateur se décharge dans les résistances jusqu'à ce qu'il atteigne le seuil inférieur du 74HC14 qui met alors sa sortie à l'état haut.

Image IPB

On retourne donc comme au début dans la situation où le condensateur se charge jusqu'à atteindre la limite supérieur, on obtient donc ce magnifique signal d'horloge :

Image IPB

La fréquence de notre horloge dépend des valeurs de R et de C. Ainsi, grâce à la résistance variable, vous pourrez modifier la fréquence sur le tas !

Voici la relation qui régie notre période qui vous prouve que la période (donc la fréquence) dépend de R et C :

Image IPB

Vous avez envie de réaliser ce montage ? Je vous propose des valeurs de composants pour tester ce montage :

condensateur : 22 nano farads
résistance : 1,5 k ohm
potentiomètre : 10 k ohm


Vous êtes maintenant capable de créer un signal d'horloge, mais si vous voulez tout simplement une tension en créneaux à partir du continu, ça fait l'affaire aussi !
Le tutoriel touche à sa fin, j'espère qu'il vous aura plu et je vous dis à bientôt pour de nouvelles aventures !