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Inverseur sextuple: OC 1

Je présente par cette vidéo et autres de l’une de mes créations digitales:

Voici une vidéo de vœux de Aïd Al Fitr dans laquelle j’avais inclut le croissant de sept voix considéré banc d’essais dans mon atelier.

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Voici  la vidéo d’une animation par codage de données six bits.


Détails :
Bonjour !
Oui, il est tout à fait possible de réaliser un oscillateur générant un signal carré en utilisant un circuit intégré HEF4069. Ce circuit contient six inverseurs CMOS (portes NON), qui peuvent être utilisés pour créer différents types d’oscillateurs.
Le montage le plus courant pour obtenir un signal carré stable avec des inverseurs est l’oscillateur à relaxation RC. Voici comment le réaliser avec un HEF4069 :
Montage de base (avec 2 ou 3 inverseurs) :
Le principe repose sur la charge et la décharge d’un condensateur (C) à travers une résistance (R), dont le cycle est contrôlé par les seuils de basculement des inverseurs.
1. Configuration avec 2 inverseurs (la plus simple) :
* Composants :
* Un circuit HEF4069
* Une résistance (R)
* Un condensateur (C)
* Schéma :
* Utilisez deux des six inverseurs du HEF4069.
* Connectez la sortie du premier inverseur (U1A) à l’entrée du deuxième inverseur (U1B).
* Connectez la sortie du deuxième inverseur (U1B) à l’entrée du premier inverseur (U1A) à travers la résistance R.
* Connectez le condensateur C entre l’entrée du premier inverseur (U1A) et la masse (VSS / 0V).
* La sortie de l’oscillateur (signal carré) est disponible à la sortie du deuxième inverseur (U1B).
* Fonctionnement simplifié : Le condensateur se charge/décharge via la résistance R et la sortie de U1B. Lorsque la tension aux bornes de C atteint le seuil de basculement de U1A, sa sortie change d’état, ce qui change l’état de la sortie de U1B, inversant ainsi le processus de charge/décharge de C. Ce cycle se répète, créant une oscillation.
2. Configuration avec 3 inverseurs :
* Composants : Mêmes que ci-dessus.
* Schéma :
* Utilisez trois inverseurs (U1A, U1B, U1C) en série (sortie de A vers entrée de B, sortie de B vers entrée de C).
* Connectez la sortie du troisième inverseur (U1C) à l’entrée du premier inverseur (U1A) à travers la résistance R.
* Connectez le condensateur C entre l’entrée du premier inverseur (U1A) et la masse (VSS / 0V).
* La sortie de l’oscillateur est disponible à la sortie du troisième inverseur (U1C).
* Fonctionnement : Similaire au montage à 2 inverseurs, mais avec une inversion supplémentaire.
Calcul de la fréquence (Approximatif) :
La fréquence d’oscillation (f) dépend principalement des valeurs de R et C. Une formule approximative souvent utilisée pour ces montages avec des inverseurs CMOS est :
f ≈ 1 / (2.2 * R * C)
* f est la fréquence en Hertz (Hz)
* R est la résistance en Ohms (Ω)
* C est la capacité en Farads (F)
Note : Cette formule est une approximation. La fréquence réelle peut varier légèrement en fonction de la tension d’alimentation (VDD), de la température, et des caractéristiques spécifiques du lot de circuits HEF4069 (notamment les seuils de commutation). Le HEF4069 est souvent de type UB (Unbuffered), ce qui peut aussi influencer la forme d’onde et la fréquence par rapport à des versions bufferisées ou à trigger de Schmitt (comme le CD40106/HEF40106 qui est souvent préféré pour les oscillateurs grâce à son hystérésis).
Conseils pratiques :
* Alimentation : N’oubliez pas de connecter la broche VDD (broche 14 sur un boîtier DIP standard) à votre tension d’alimentation positive (typiquement +3V à +15V pour la série 4000) et la broche VSS (broche 7) à la masse (0V).
* Inverseurs inutilisés : Il est crucial de connecter les entrées de tous les inverseurs non utilisés soit à VDD soit à VSS. Laisser des entrées CMOS en l’air peut entraîner un comportement erratique et une consommation de courant excessive. Les sorties peuvent être laissées déconnectées.
* Choix des composants :
* Pour R, des valeurs entre 1 kΩ et 10 MΩ sont typiques.
* Pour C, des valeurs entre 10 pF et quelques µF sont courantes. Évitez les condensateurs électrolytiques polarisés si possible pour C, ou assurez-vous que la tension à l’entrée de l’inverseur ne devient jamais négative (ce qui est généralement le cas dans ce montage simple). Préférez des condensateurs céramiques ou à film pour les petites capacités et les fréquences plus élevées.
* Buffer de sortie : Pour éviter que la charge connectée à la sortie de l’oscillateur n’affecte sa fréquence ou sa stabilité, il est recommandé d’utiliser un des inverseurs restants comme buffer : connectez la sortie de l’oscillateur (sortie de U1B ou U1C) à l’entrée d’un autre inverseur (par ex. U1D), et utilisez la sortie de cet inverseur (U1D) comme sortie finale du circuit.
En choisissant R et C, vous pouvez régler la fréquence de votre oscillateur carré selon vos besoins. Commencez avec des valeurs typiques (par exemple R=10kΩ, C=100nF pour obtenir une fréquence de l’ordre de quelques kHz) et ajustez si nécessaire.