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Niveau maths spé
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Expressions de tensions

Posté par
matix
23-01-09 à 11:57

Bonjour,

Considérons le circuit ci-dessous.

Je cherche à calculer la tension V_{R_1} et déterminer le comportement de V_{C_1} en fonction de V_C.

Pour préciser un peu, BA correspond à une bascule asynchrone RS dont les sorties Q et \overline{Q} prennent respectivement 0V pour un niveau logique 0 et V_{DD} pour un niveau logique 1.
De plus, la sortie des comparateurs est à 0V si V^->V^+ ou V_{DD} dans le cas contraire.
Enfin, K_C est un interrupteur: il est ouvert quand \overline{Q}=0 et fermé lorsque \overline{Q}=1.

En espérant que vous pourrez m'aider à mieux cerner le problème, merci d'avance!

Expressions de tensions

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 23-01-09 à 14:00

VR1 = (2/3).VDD
VR2 = ((µ1/3).VDD

Si Vc > VR1, VC1 est à VDD
Si Vc < VR1, VC1 est à 0V

Si Vc > VR2, VC2 est à 0V
Si Vc < VR1, VC2 est à VDD

Supposons au départ Vc = 0, on a donc:
VC1 = 0 logique
VC2 = 1 logique
--> VS est à 1 logique et Qbarre est à 0 logique
le relais Kc est relaché et son contact ouvert.
Le condensateur C va donc se charger à travers R1 et R2 et Vc augmente.

***** Lorsque Vc atteint VR2, l'entrée S da BA passe à 0 mais l'entrée R reste à 0 --> BA ne modifie pas ses sories.

Le condensateur continue à se charger.

Lorsque Vc atteint VR1, l'entrée R da BA passe à 1 logique, Vs passe à 0 et Qbarre passe à 1 logique.
Le relais Kc s'enclenche et ferme son contact.

Le condensateur se décharge alors à travers R2.
Vc repasse immédiatement sous VR1 et donc l'entrée R de BA passe à 0, mais S reste à 0, le bistable ne modifie pas ses sorties.

Lorsque Vc passe sous VR2, l'entrée S de BA passe à 1, Vs passe à 1 et Qbarre passe à 0.
Le relais KC est relaché et ouvre son contact.

Le condensateur C se charge alors à travers R1 et R2 et on revenu à l'endroit marque ***** dans le texte ci dessus.

Donc le condensateur C va subir indéfiniment une charge puis une décharge et puis recommencer.
-----
Sauf distraction.  

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 23-01-09 à 14:15

Merci beaucoup pour votre réponse!

Par contre, avant de me lancer à lire vos explications, j'aurais souhaité comprendre comment vous obtenez les expressions des tensions V_{R_1} et V_{R_2}. De plus, que représente \mu_1?

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 23-01-09 à 15:39

Simples diviseurs de tension.

Le µ est là par erreur.

Lire:
VR1 = (2/3).VDD
VR2 = (1/3).VDD

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 23-01-09 à 15:41

Si tu veux faire un calcul plus compliqué :

Le courant traversant les 3 résistances R est : I = VDD/(3R)

VR2 = R * I = R * VDD/(3R) = (1/3).VDD

VR1 = 2R * I = 2R * VDD/(3R) = (2/3).VDD

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 14:52

Ok!

Selon vous, si je vous suis bien, pour ce qui est du comparateur 1, on a V^+ = V_C. Comment le voyez-vous? Les résistances R_1 et R_2 n'interviennent en rien?

Posté par
gui_tou
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 15:10

Salut matix et J-P,

matix > les deux points sont au même potentiel, donc V+ = Vc

R1 et R2 interviennent sur la valeur de Vc, donc de V+, donc de Vc1 etc.

Sauf erreur

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 15:15

Désolé si la question semble "bête", mais comment vois-tu que "les deux points sont au même potentiel"? Et quels points d'abord?

Du coup, on peut exprimer V_C en fonction des deux résistances (simple curiosité)?

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 16:06

Il y a d'autre part quelques points que je n'ai pas saisis dans l'explication de J-P:

Citation :
Le condensateur C va donc se charger à travers R1 et R2[...]


Simple oubli je pense de ma part, mais pourquoi dit-on d'un condo qu'il se charge à travers des résistances?

Citation :
Le condensateur se décharge alors à travers R2.


Pourquoi ça? Pourquoi le fait que l'interrupteur soit fermé implique-t-il cela? R1 est pourtant toujours "là"?  Et pourquoi se charge-t-il à présent?

Merci d'avance.

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 17:53

Salut gui_tou

Non, Vc et V+ du COMP1 ne sont pas au même potentiel.

Les Op (COMP1 et COMP2) sont montés en comparateur et pas en suiveur ni en inverseur ni en ampli différentiel à contre réaction négative.

Dans ce montage (comparateur), rien n'empêche les 2 entrées V- et V+ de l'Op d'un COMP d'être à des potentiels différents...
La sortie quand à elle est forcément en saturation soit vers le haut, soit vers le bas, comme je l'ai expliqué dans ma réponse précédente.

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:05

matix,

Expressions de tensions

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:05

Citation :
Non, Vc et V+ du COMP1 ne sont pas au même potentiel.


Pourtant, quand tu écris :

Citation :
Si Vc > VR1, VC1 est à VDD


Tu supposes bien Vc = V+! (d'après l'énoncé)

J'ai d'autres questions également, je les ai postées un peu plus haut, si l'un d'entre vous pouvait y répondre, je serais plutôt content!

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:14

Il est évident que V+ du COMP1 et V- du COMP2 et Vc sont au même potentiel puisqu'ils sont connectés ensemble.
  
Mais les autres entrées des comparateurs, soit V- de COMP1 et V2 de COMP2 ne sont pas eux à ce potentiel.

Il faut donc éviter de parler de V+ sans préciser de quoi on parle. On doit préciser V+ de COMP1 ou V+ de COMP2.

Cela évitera les confusions.









Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:21

Merci pour tes illustrations, ça clarifie un peu les choses!
Par contre, dans le deuxième cas, pourquoi ne dit-on pas que C se charge à travers R2? Comment voit-on qu'il s'agit d'une décharge, et que ça ne continue pas de charger, mais qu'à travers R2?

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:31

Dans le deuxième cas:

Comment veux-tu qu'un condensateur se charge sans source de tension ou de courant extérieur ou condensateur.

Ici, le condensateur a précédemment été chargé (dessin de gauche) et lorsque le contact de Ke se ferme, on se retrouve sur le dessin de droite.
Le condensateur se décharge alors par R2, c'est tellement évident que je ne vois pas ce qui pourrait être ajouté à cela.
  



Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:52

Pourtant, V{dd} reste bien "relié" au condo...

Posté par
J-P
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 18:54

Pourtant, VDD  reste bien "relié" au condo...

5$ NON

Posté par
matix
re : Expressions de tensions 24-01-09 à 19:00

Le courant est donc "obligé" de passer par l'interrupteur? Pourquoi ne peut-il en aucun cas traverser R1?



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