problème de multivibrateur astable à trigger de schmitt : les fréquences " s'ajustent "

[Miguel-07]

Bonjour,

Suite à cette discussion : http://forums.futura-sciences.com/el...-feedback.html ,
j'ai acheté un trigger de schmitt inverseur: un 74HC14N. Pour un projet, j'utilise 2 des 6 triggers de schmitt du composant, mais j'ai un problème: j'ai l'impression que les 2 triggers se "calent" entre eux. Je m'explique, mes 2 montages astables tournent à 700kHz et doivent avoir une fréquence proche entre eux (la différence est de l'ordre du khz). Seulement, quand je règle les valeurs des résistances pour avoir 2 fréquences proches(mais différentes), les 2 fréquences s'ajustent pour devenir égales (je sais pas si je suis bien clair). Donc au final, impossible d'avoir 2 fréquences proches l'une de l'autre. Je sais pas si c'est moi ou pas, mais j'aimerai bien comprendre pourquoi ça fait ça. Et si c'est "normal", comment je peux régler ce problème?

Le montage utilisé est le suivant: un condensateur entre la masse et l'entrée, et une résistance entre l'entrée et la sortie du trigger. Les entrées des triggers non utilisés sont à 5V, pour que les sorties soient à la masse (j'ai remarqué que les triggers pouvaient osciller tout seul ).

Merci pour vos réponses!
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[jiherve]

Bonsoir,
C'est normal il y a un phénomène d'entrainement au travers des perturbations des lignes d'alim et même par couplage HF.
Pour faire des oscillateurs ayant des fréquence très proches il faut soit procéder par division d'une horloge HF commune ou bien utiliser des composants séparés ayant des alimentations correctement découplées.
Un oscillateur RC à un très mauvais Q!
JR

[Miguel-07]

Merci pour la réponse, je ne connaissais pas du tout ce phénomène!
Du coup je pense utiliser 1 composant par oscillateur. Par contre, le 74HC14 contient 6 triggers: comment je peux choisir un autre composant ayant moins de triggers mais ayant des caractéristiques proches du 74HC14? En fait ma question est de savoir qu'est ce qu'il faut regarder dans les datasheets pour mon utilisation : fréquence de l'ordre du Mhz et précision assez élevée.

Je n'ai pas compris ta dernière phrase: Q est le facteur de qualité? Quelles sont les conséquences?

Merci!

[jiherve]

Re
on ne peut espérer de la précision d'un oscillateur RC de type astable, avec un 555 (donc des 555) on peut envisager le % au mieux après calibration(mais pas à 1MHz), car tu ne trouveras pas facilement des condensateurs précis, 1% c'est du super top.Avec des HC14 10% sera déjà pas mal.
La bonne solution c'est la division de fréquence.
JR

[A voir en vidéo sur Futura]

[Miguel-07]

D'accord, je vais regarder pour la division de fréquence.
Mais pour le montage que j'utilisais, si on le calibre correctement pour qu'il fasse une fréquence de 700kHz (par exemple), la fréquence peut-elle changer sur plusieurs utilisations? Si oui de quel ordre? Parce que la précision du montage informe seulement sur l'écart qu'il peut y avoir entre la fréquence théorique et expérimentale, non?

[bobflux]

Les seuils de tension des 74HC ont une dérive en température énorme. C'est normal, c'est une porte logique, pas un composant analogique de précision. Comme la fréquence dépend des seuils, ces oscillateurs à portes logiques ont une tolérance assez énorme.

[DAUDET78]

Donc au final, impossible d'avoir 2 fréquences proches l'une de l'autre.

C'est quoi le but de ce montage ?

[Yvan_Delaserge]

La bonne solution c'est la division de fréquence.
JR

En partant d'une horloge commune, comment peux-tu obtenir un signal à 700 KHz et un autre à 701 KHz avec des diviseurs?

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

Suite à cette discussion : http://forums.futura-sciences.com/el...-feedback.html ,
j'ai acheté un trigger de schmitt inverseur: un 74HC14N. Pour un projet, j'utilise 2 des 6 triggers de schmitt du composant, mais j'ai un problème: j'ai l'impression que les 2 triggers se "calent" entre eux. Je m'explique, mes 2 montages astables tournent à 700kHz et doivent avoir une fréquence proche entre eux (la différence est de l'ordre du khz). Seulement, quand je règle les valeurs des résistances pour avoir 2 fréquences proches(mais différentes), les 2 fréquences s'ajustent pour devenir égales (je sais pas si je suis bien clair). Donc au final, impossible d'avoir 2 fréquences proches l'une de l'autre. Je sais pas si c'est moi ou pas, mais j'aimerai bien comprendre pourquoi ça fait ça. Et si c'est "normal", comment je peux régler ce problème?

Le montage utilisé est le suivant: un condensateur entre la masse et l'entrée, et une résistance entre l'entrée et la sortie du trigger. Les entrées des triggers non utilisés sont à 5V, pour que les sorties soient à la masse (j'ai remarqué que les triggers pouvaient osciller tout seul ).

Merci pour vos réponses!

Est-ce que tu as monté un condensateur (dit de découplage) entre le + et le - du 74HC14N? Si ce n'est pas le cas, essaie avec un 100 uF, câblé au plus court, près de l'IC.

[Yvan_Delaserge]

C'est quoi le but de ce montage ?

Il construit un thérémine. C'est expliqué dans le fil Montage multivibrateur astable avec AOP current feedback

[DAUDET78]

En partant d'une horloge commune, comment peux-tu obtenir un signal à 700 KHz et un autre à 701 KHz avec des diviseurs?

Oui, avec deux PLL un générant le 700, l'autre le 701Khz

Par contre, avant de chercher des solutions sophistiquées de ce type, il faut pouvoir juger du bien fondé de la demande

C'est quoi le but de ce montage ?

Sans réponse à cette question, toutes les élucubrations sont inutiles et vouées à l'échec .

PS : Ca me rappelle le gars qui voulait faire 64 PWM avec un µC . Après enquête serrée et délicate car le témoin ne voulait pas répondre, ( et oui, on se transforme en Maigret sur ce forum ! ), il s’avère que la solution n'était pas un µC mais un composant dispo dans le commerce .

[Miguel-07]

Merci pour vos réponses,

Le but du montage, comme l'a dit Yvan_Delaserge, est de fabriquer un thérémine. J'ai donc besoin d'un oscillateur de fréquence fixe (avec une division de fréquence par exemple) et d'un oscillateur variable. Pour l'oscillateur variable, il faut que la fréquence dépende d'une seule capacité, située sur la masse: c'est pourquoi le montage à trigger de schmitt me convenait. Pour chaque utilisation on est censé calibrer l'oscillateur variable avec un potentiomètre, donc je pense que le montage utilisé suffit. Par rapport au montage astable avec les AOP, les résultats sont bien mmeilleurs maintenant!

Je n'ai pas encore essayé de mettre un condensateur de découplage entre les alims de l'IC, je vais en mettre un de 100uF. Dans le cas général, comment peut-on trouver cette valeur?

[jiherve]

Bonjour

En partant d'une horloge commune, comment peux-tu obtenir un signal à 700 KHz et un autre à 701 KHz avec des diviseurs?

C'est la base de la synthèse de fréquence, diviseurs et PLL.
amha vu le but il faudrait au moins un oscillateur stable.
JR

[Antoane]

Bonjour,

Je n'ai pas encore essayé de mettre un condensateur de découplage entre les alims de l'IC, je vais en mettre un de 100uF. Dans le cas général, comment peut-on trouver cette valeur?

100nF céramique, situé au plus près des broches d'alim du CI.
De valeur plus empirique que calculée, cette capacité assure une impédance de l'alimentation aussi faible que possible. La technologie du condensateur (céramique, tantale...) est donc importante.

[Miguel-07]

Oui, je pense aussi que l'oscillateur de fréquence fixe doit être bien stable. Je vais me pencher sur la division de fréquence (je ne connais pas du tout mais c'est la seule solution?). Pour l'oscillateur de fréquence variable, je voulais utiliser un oscillateur RC. Si je reste sur les triggers de schmitt, comment je peux choisir l'IC qui me conviendra (moins de triggers, fréquence allant au Mhz et assez précis, au moins comme le 74HC14 (c'est relatif mais bon))? Puisque j'utilise 1 seul trigger sur les 6 du 74HC14, ça serait mieux d'en trouver un plus petit. Sinon, peut-être que je peux utiliser un autre type d'oscillateur (toujours à base de RC) permettant ce que je veux faire?
J'ai essayé de mettre un condensateur 100nF (mais il est en polyester, j'ai pas de céramique sous la main...) et le problème persiste. Par contre, il y a quand même moins de bruit sur mon alim +5V.

[Yvan_Delaserge]

Bonjour

C'est la base de la synthèse de fréquence, diviseurs et PLL.
amha vu le but il faudrait au moins un oscillateur stable.
JR

Diviseurs ET PLL, on est d'accord.

Diviseurs tout seuls, non! A moins que les deux fréquences n'aient un multiple commun. Ici, il faudrait partir de 4, 970 MHz et construire deux chaînes de diviseurs, une par 70 (bon courage) et l'autre par 71 (bonne chance)

[Yvan_Delaserge]

Si l'alim de l'IC est correctement découplée et que les deux oscillateurs persistent à se synchroniser, c'est qu'ils se "voient" par un autre canal que l'alim.

Peux-tu nous montrer le schéma de principe d'un Thérémine? J'imagine que l'on a un oscillateur relié à une sorte d'antenne qui tient lieu de condensateur et lorsque l'interprète passe ses mains à proximité de l'antenne, la fréquence de l'oscillateur varie.

Comme la fréquence de l'oscillateur doit être assez élevée (environ 70 KHz), on mélange la sortie de l'oscillateur variable avec celle d'un oscillateur fixe, lui aussi vers 70 KHz, de manière à obtenir une fréquence audible.

Est-ce bien exact?

Ou bien est-ce que le second oscillateur est lui aussi relié à une "antenne" et dans ce cas, l'interprète agit non pas uniquement sur la fréquence d'un seul oscillateur, mais aussi sur le couplage entre les deux antennes?

Dans le second cas, on a trouvé par où les deux oscillateurs se "voient" et là, je ne sais pas ce qu'on peut faire. Peut-être en en faisant fonctionner un à une fréquence différente (2 ou 3 fois 70 KHz ou davantage) et en divisant la fréquence pour la ramener aux environs de 70 KHz. Ou bien en leur donnant un Q très élevé? (quartz?)

[jiherve]

Re
non le PPCM est 700x701*10^3 = 490 700 000 Hz ce qui fait beaucoup tout de même, quant à diviser par n'importe quoi c'est aujourd'hui élémentaire avec un FPGA.
JR

[Yvan_Delaserge]

Ah oui, tu as raison, il écrivait 700 KHz au #1, pas 70 KHz.

[Antoane]

Bonjour,
Nota :

il faudrait partir de 4, 970 MHz et construire deux chaînes de diviseurs, une par 70 (bon courage) et l'autre par 71 (bonne chance)

Un diviseur par n, c'est un compteur allant jusqu'à n.
Un 74HC (circuit logique tout-venant) monte à ~55MHz ; cf table 1 http://www.nxp.com/documents/user_ma...USER_GUIDE.pdf.

Bon découplage de l'alim n'est pas garantie d'absence de couplages. Même si le routage est optimisé, couplages par impédance commune (pattes du composant, fils de bonding, grille d'alim) au niveau de l'alim, par effet capacitifs et inductifs au sein même du boitier/de la puce demeurent possibles.

[Miguel-07]

Le principe du thérémine est comme l'a décrit Yvan_Delaserge au début de son post #17. Sauf que je travaille à une plus grande fréquence, pour que la variation de fréquence soit plus importante. Mais là, je refais des tests sur une plaque d'expérimentation avec seulement mon 74HC14, des filtres passe bas et un multiplieur (pas d'antenne, seulement des résistances variables pour régler les fréquences des 2 oscillateurs). Même quand j'utilise le 74HC14 seul, à fréquence de 700 kHz, j'ai ce problème (je regarde la fréquence avec un oscilloscope). Je pense que c'est l'alim qui n'est pas bien découplée: il reste quand même du bruit de fréquence 700 kHz. Je précise que je n'avais pas ce problème avec des multivibrateurs astables à AOP (un IC par oscillateur).

[fabang]

Pour répondre à la première question, beaucoup de portes logiques existent en boitier avec une seule porte. Il s'agit des série 1G.
Par exemple 74HC1G14 ici
http://www.nxp.com/documents/data_sh...HC_HCT1G14.pdf

[Miguel-07]

D'accord, merci pour l'info!

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,
Nota :

Un diviseur par n, c'est un compteur allant jusqu'à n.
Un 74HC (circuit logique tout-venant) monte à ~55MHz ; cf table 1 http://www.nxp.com/documents/user_ma...USER_GUIDE.pdf.

La difficulté n'est pas la fréquence limite des 74HC, c'est que 71 est un nombre premier. Où vas-tu trouver un 74HC qui divise par 71?

[Yvan_Delaserge]

Le principe du thérémine est comme l'a décrit Yvan_Delaserge au début de son post #17. Sauf que je travaille à une plus grande fréquence, pour que la variation de fréquence soit plus importante. Mais là, je refais des tests sur une plaque d'expérimentation avec seulement mon 74HC14, des filtres passe bas et un multiplieur (pas d'antenne, seulement des résistances variables pour régler les fréquences des 2 oscillateurs). Même quand j'utilise le 74HC14 seul, à fréquence de 700 kHz, j'ai ce problème (je regarde la fréquence avec un oscilloscope). Je pense que c'est l'alim qui n'est pas bien découplée: il reste quand même du bruit de fréquence 700 kHz. Je précise que je n'avais pas ce problème avec des multivibrateurs astables à AOP (un IC par oscillateur).

OK, donc si on fait la liste des endroits par où les 2 oscillateurs peuvent "se voir" et se synchroniser:

1) L'alimentation. Il faut bien la stabiliser et la découpler comme expliqué ci-dessus.
2) L'antenne. Ce n'est pas un problème, puisque un seul des oscillateurs a une antenne.
3) Le mélangeur. Qu'est-ce que tu utilises comme mélangeur? Le cas échéant, la solution pourrait être d'intercaler une des portes du 74 HC 14 comme buffer entre l'oscillateur variable et le mélangeur.

[Miguel-07]

Pour le mélangeur, j'ai fais des essais avec un AD633 et un SA602AN. Les 2 composants marchaient bien avec des oscillateurs à AOP. Je pensais aussi que le problème venait de là, mais j'ai rajouté un AOP en suiveur après chaque oscillateur et ça change rien. Même sans mélanger les 2 signaux (74HC14 seul), les oscillateurs se synchronisent.
Je vais essayer de séparer les 2 oscillateurs en prenant un IC par oscillateur, et découpler correctement les alims.

Pour faire un oscillateur stable, on m'a dit de faire par division de fréquence. En pratique, comment je fais ça? Quel type d'oscillateur je dois prendre avant de diviser sa fréquence? Les fréquences utilisées jusqu'à maintenant (700kHz) sont à titre indicatif, je n'ai pas encore choisi la fréquence de l'oscillateur fixe mais elle devrait se situer entre 500kHz et 1Mhz.

Merci pour vos réponses

[Yvan_Delaserge]

Décidément, je ne sais plus quoi te conseiller!

Si ce n'est essayer d'autres valeurs pour la résistance et le condensateur de l'oscillateur?

Je dirais (un peu au jugé, je l'admets) que si tu utilises pour un produit RC constant (donc une même fréquence d'oscillation), une résistance de valeur élevée, le Q de l'oscillateur sera plus élevé, ce qui contribuerait peut-être à résoudre le problème.

Et l'idée d'utiliser deux IC différents me semble bonne aussi.

Pour ce qui est des diviseurs, comme les oscillateurs sont déjà des circuits TTL, rien de plus facile. Tu peux les relier directement à d'autres circuits TTL, par exemple un flip-flop, qui va te réaliser une division de fréquence par 2.

[DAUDET78]

Moi, je ferais un oscillateur fixe à 500Khz
Moi, je ferais un oscillateur variable autour de à 700Khz

Comme ils sont à fréquences différentes, peu de chance qu'ils se synchronisent.

Ensuite, battement entre Ffixe/5 et Fvariable/7

[Yvan_Delaserge]

Oui, ou bien un oscillateur à 700 KHz, l'autre à 800 KHz, le battement est à 100 KHz et on divise cette fréquence de battement par 100 avec 2 IC de type 7490. On obtient un signal de l'ordre du KHz et on n'a besoin que d'une seule chaîne de diviseurs.

[Miguel-07]

Votre solution réglerait le problème de synchronisation des 2 oscillateurs mais ne conviendrait pas pour le thérémine: en effet, si je travaille à plus haute fréquence, c'est justement pour qu'une petite variation de capacité entraîne une grande variation de fréquence. Si je divise les fréquences, ça ne sert plus à rien de travailler à 700kHz, et dans ce cas je pourrais revenir avec des oscillateurs à AOP. Par contre, je peux utiliser un oscillateur variable où Fvar = 700kHz et un fixe à une plus haute fréquence Ffixe. Il "suffit" ensuite de diviser Ffixe pour tomber à 700kHz (de préférence pas un multiple entier de Fvar pour que l'oscillateur variable ne se cale pas sur 2 périodes de l'autre...). Normalement ça serait bon.
Mais si j'utilise un oscillateur stable pour le fixe (division de fréquence) et le trigger de schmitt pour le variable, il n'y a plus de raison qu'ils se synchronisent (à condition de bien découpler les alims etc) ?