Convertisseur tension/fréquence

Résumé du document

Objectifs : ce mini-projet consiste dans l'étude d'un convertisseur tension / fréquence, dont la fréquence du signal de sortie est proportionnelle à une tension de commande Ve.

Extraits

[...] La période est le temps de charge de Vv à Vp soit T = C , soit compte tenu de la valeur de I la fréquence de recurrence : ƒ = qui est proportionnelle à V1 Etude et réalisation d'un VCO Pour la réalisation on a choisit le circuit intégré timer NE555 qu'on va utiliser ici en oscillateur commandé en tension (VCO Voltage controlled oscillator). La variation de fréquence d'oscillation est directement proportionnelle à la tension d'alimentation qui doit être comprise entre 7V et 24V. Ces limites de tension sont liées au régulateur U1(7805). En deçà de 7 V le circuit U1 ne régule plus le 5V et au-delà de 25V le régulateur U1 risque de lâcher par surtension. [...]

[...] Lorsqu'une tension de commande Vo continue est appliquée, la fréquence délivrée par le VCO vaut f0. Le VCO est modulé lorsqu'un signal modulant est ajouté à la tension de polarisation Vo. Pour l'entrée de commande et de modulation, la largeur de bande est seulement limitée par la résistance R et la capacité résultant de la mise en parallèle des diodes varicaps qui constituent un filtre passe-bas, dont la fréquence de coupure fs vaut : f = La composante continue est incluse dans la bande de modulation fs]. [...]

[...] Le principal inconvénient de cette solution est dû au calage en fréquence très imparfait. En résumé, cette solution permet la génération directe de la porteuse avec une faible précision. L'indice de modulation est faible. La simplicité et le faible coût destine naturellement cette configuration à des applications de télécommande et télétransmission grand public. Types d'oscillateurs contrôlés en tension Le multivibrateur. L'oscillateur en anneau. L'oscillateur à résonateur LC. [...]

[...] A courant constant, la charge d'un condensateur est linéaire dans le temps, autrement dit la variation de tension à ses bornes est proportionnelle au temps passé : Si l'on pose : ΔV = variation de tension (en Δt = tranche de temps (en I = courant de charge (en C = capacité du condensateur (en F). On a la relation suivante: ΔV = Δt.I / C . Dans notre cas, avec le timer NE555, sans modification de la tension de la borne la variation de tension va de 1/3 de la tension d'alimentation de U2 et 2/3 de la tension d'alimentation de U2, soit une variation de 1/3 de l'alimentation de U2 soit numériquement 5/3 = 1,67 V on prendra donc : ΔV=1,67 V. [...]

[...] Les sources d'alimentation sont elles aussi très diverses: générateurs de tension ou de courants continus, générateurs de fonctions, etc L'utilisateur dispose aussi d'appareils de mesure : multimètres, oscilloscopre, etc . Lorsque le circuit à réaliser est achevé, un commutateur le met sous tension et les grandeurs cherchées s'affichent sur les instruments de mesure. Ce logiciel, qui permet d'étudier n'importe quel circuit électrique est donc l'homologue en électricité de l'atelier d'optique qu'on a déjà utiliser. Schéma : Conclusion Le calcul théorique est totalement satisfaisant si l'on prend soin de prendre les valeurs exactes des composants utilisés. Le seul inconvénient de la solution reposant sur l'emploi d'un VCO était la stabilité. [...]