Alimenter un inverseur logique avec une tension variable.

[Janpolanton]

Bonjour à tous,
Je me casse les dents sur la problématique d'alimenter un CD4049 avec une tension sinus strictement positive.
Le modèle qu'on trouve doit être alimenté sous une tension VDD fixe de 5V par défaut. Il y a une librairie qui permet de la modifier mais toujours en valeur fixe, par exemple 15V et ça je sais le faire.
Plutôt qu'un long discours, je voudrais faire fonctionner ces inverseur en oscillateur modulé en amplitude par la tension d'alimentation prélevée sur l'émetteur du transistor.

Voici la simulation de la première partie. Les CD4049 seraient donc alimentés par la tension "Out".
J'avais pensé utiliser 2 sources de tension comportementale (Behavorial Voltage Source, BV sur le schéma) pour passer les paramètres dans VDD et VCC.
Seulement, là je suis bloqué, je ne sais pas le transcrire dans la librairie de 4049.

* Inverting buffer* tpd 100n
* tr 160n/60n
.SUBCKT CD4049B  A Y  VDD VGND  vdd1={vdd} speed1={speed} tripdt1={tripdt}
.param td1=1e-9*(100-40-10)*5/{vdd1}*{speed1}
*
XIN1  A Ai  VDD VGND  CD40_IN_1  vdd2={vdd1}  speed2={speed1}  tripdt2={tripdt1} 
*
A1  Ai 0 0 0 0  Yn 0 0  BUF  tripdt={tripdt1}  td={td1}  
*
XOUT  Yn Y  VDD VGND  CD40_OUT_2X  vdd2={vdd1} speed2={speed1}  tripdt2={tripdt1}
.ends

Et le schéma sous LTspice :


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[Antoane]

Bonjour,

Ça semble difficile car toutes les valeurs sont codées en dur pour chaque simulation (entre {}).
Une solution serait de trouver un "meilleur" modèle de 40xx, ou d'utiliser un modèle de cd4007. Ou un modèle simplifié ad hoc - suivant ce que tu cherches à observer.

[Janpolanton]

Bonjour Antoane et merci de t'y intéresser,

Je me doute que ça ne va pas être de la tarte...

J'ai donc créé une nouvelle lib simplifiée:

* CD4049B_fixed.lib* Modèle comportemental simple du CD4049B compatible LTspice


.SUBCKT CD4049B A Y VDD VGND


.param Rout=200        ; résistance série de sortie (ohm)
.param Cout=10p        ; capacitance de sortie (F)
.param Vth_coeff=0.45  ; coefficient seuil (0.45 = 45% VDD)


* logique digitale (niveau interne)
B n_logic 0 V = if( V(A) > Vth_coeff * V(VDD), V(VGND), V(VDD) )
* sortie analogique lissée
Rout n_logic Y {Rout}
Cout Y 0 {Cout}


.ends CD4049B

J'ai créé un symbole autogénéré que j'ai dupliqué 3 fois pour le circuit oscillateur.
Et j'ai mis ces directives en direct sur le schéma

B_Vdd Vdd 0 V=V(Out)

Passage de V(Out) sur VDD

XU2  in2 out2 Vdd 0 CD4049B
XU3 in3 out3 Vdd 0 CD4049B
XU4 in4 out4 Vdd 0 CD4049B

Duplication des 3 instances du 4049 (U2 - U3 - U4) U1 étant le TL071

Mais ça me colle ce message d'erreur : "Fatal Error: Multiple instances of "B:u2:"" comme si il ne voyait que la duplication de U2
J'ai tenté de renommer les 4049 en A1-B2-C1 et même en U-V-W mais ça ne change rien.

[lutshur]

Bonjour,
Il me semblait que renommer OUT en VDD suffisait pour moduler l'alim du CD4049. Les 5V par défaut sont ignorés, faudrait que je vérifie.
Mais il ne faudrait pas que d'autres circuits numériques soient présents, leur alim serait également modulée.
J'ai tout bon ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Janpolanton]

Le 5V sert au calcul du délai de propagation :

 .param td1=1e-9*(100-40-10)*5/{vdd1}*{speed1}

Dans l'absolu, ça ne me servirait pas quoique ce serait un plus.

Je vais tenter de renommer OUT en VDD, ça semble tellement simple.

[lutshur]

Si OK, mais qu'il y a d'autres circuits numériques dont l'alim doit rester fixe, nommer OUT en vdd_comme_je_veux. Modifier le SpiceModel des circuits devant être modulés en "vdd_comme_je_veux 0"
Ceux qui dépendent de VDD resteront avec leur VDD fixe

[lutshur]

Résultat sans chichi

[Janpolanton]

Oui, ça fonctionne mais pas dans mon cas, ça écroule la belle sinusoïde que j'avais avant (et le circuit n'oscille pas, mais c'est un autre problème...)

[Pascal071]

bonjour Janpolanton

sans aucune critique sur le principe,
c'est un Voltage Controled Amplifier que tu veux créer ?
il y a plus fiable...

[Janpolanton]

C'est effectivement un mini TX.

[Janpolanton]

C'est effectivement un mini TX, mais c'est pour vérifier certains points par pure curiosité car le montage fonctionne déjà en réel.

[Antoane]

Oui, ça fonctionne mais pas dans mon cas, ça écroule la belle sinusoïde que j'avais avant (et le circuit n'oscille pas, mais c'est un autre problème...)

L'oscillateur a une masse en trop

[Pascal071]

c'est quoi un TX ?

[Janpolanton]

@Pascal071 c'est un transmetteur.
@Antoane : Oh la boulette! Effectivement je ne vois pas pourquoi j'ai collé la masse à cet endroit.
Bien, l'oscillateur fonctionne mais la sortie sinus et à présent bloquée à environ +10V.
Je crois que je vais laisser tomber.

minitxV2.asc

[Janpolanton]

Je me réponds à moi-même.
Avec une source sinus en direct sur l'oscillateur, ça fonctionne parfaitement.
Alors, pourquoi ce blocage avec la génération du sinus AOP+Transistor ?

Et que ça me soûle ces doublons d'image...

[lutshur]

Parce que la simulation de l'ampli ne dure pas suffisamment longtemps
Je n'ai pas ton TL071 dans ma librairie, celui que j'ai utilisé ne donne pas une sinusoïde.
Ampli utilisé sans les CD4049

[lutshur]

Si tu veux un résultat avec 2ms de simulation, il faut éviter la charge de C1. Donc coller un offset suffisant à la source audio

[Janpolanton]

Un LT1006 fonctionne parfaitement.

[lutshur]

Le miniTX expurgé

[lutshur]

Le même en allongeant la durée de simulation

[lutshur]

Sinon, offset de 6V sur l'audio

[Pascal071]

sur le schéma en #8, il faut une résistance entre E de Q1 et Gnd comme rappel au Gnd
et des polarisations pour l'AOP
le montage est amplificateur en tension et en courant (par Q1) avec alim. simple.
j'ai utilisé les symboles dispo dans LTspice.

[Pascal071]

pour les polarisations, lutshur a répondu avant moi, en mode inverseur.
il faut une résistance entre E et gnd en sortie, valeur << 330k

le montage met env. 50mS à se stabiliser après mise sous tension.

[Janpolanton]

Oui, pour la résistance qui existe sur ma simulation du message #1
Mais en réalité sur le montage physique avec les CD4059, il n'y a pas cette résistance.

@lutshur : effectivement, je n'ai probablement pas mis un temps suffisamment long (ça ne convergeait pas alors j'avais abandonné).

[Janpolanton]

Vitesse de simulation actuelle = 270 fs/s
Pour atteindre les 20ms minimum de convergence, on est pas rendu...

[lutshur]

On te laisse poireauter seul, pas d'objections ?

[Janpolanton]

C'est bon, j'ai fais une modif (baisser la fréquence de l'oscillateur) et mis une source comportementale.
Ça converge bien mais le résultat n'est pas conforme aux attentes avec un grosse oscillation sur la tension VDD.

[lutshur]

Sans les CD4049, V(OUT) était déjà pourri. L'ampli de Pascal était mieux
Ou alors, ajoute un PNP au NPN, pour tirer au 0V ?

[Pascal071]

re
il faut une résistance de charge au 0
le 4049 consomme trop peu, le transistor fait du "source", la résistance fait le "sink", sans résistance, c'est la 330k qui est seule pour le sink.

[Pascal071]

le circuit d'origine après 40ms, avec résistance de charge en sortie, comme en #1:
NB: la fréquence de l'oscillateur va certainement changer avec le Vcc !
il y a mieux pour moduler en AM..