Générateur d’ondes “escaliers”

 

Voici le schéma d’un générateur  d’ondes en “escaliers”, très utile pour effectuer des réglages vidéo (ex: réglage du niveau du signal vidéo à l’intérieur des limites noir/blanc du signal vidéo complexe). On a abordé un montage digital, pour obtenir une meilleure caractéristique de commutation et pour un nombre réduit de composants.

 

 

 

 

On a utilisé des circuits D-type FF de type : 7474 (pre,clr) tableau de vérité :

PRE’  CLR’  CLK  D Q    Q’

0          1           X   X 1     0

1          0           X X   0     1

0          0           X X   1     1

1          1       POS 1   1     0

1          1       POS 0   0     1

1          1         0 X   HOLD

 

POS=positive-edge triggered.

 

La séquence de fonctionnement est la suivante: Le générateur d’horloge assure l’horloge pour tous les circuits. Au moment où l’interrupteur envoie un “1” logique (+5v) à l’entrée D du premier FF , celui-ci bascule et à sa sortie Q on obtient un “1”, ce  qui va déterminer le basculement de tous les autres FF, un après l’autre, toujours en fonction du signal de l’horloge. Finalement, tous les FF auront un “1” à leurs sorties Q respectives.

Pour que le cycle puisse se répéter, on va remettre à zéro tous les FF, en même temps.

Les entrées PRE de chaque FF seront commandées par un signal “1” qui viendra de la sortie d’une porte logique ”AND” (pin 3 de ic: 7408) et qui, à son tour, sera commandé par deux entrées (pins 1 et 2 de ic 7408). Les deux entrées représentent le moment “10” en DEC, c’est à dire en binaire le moment  “9” (sorties A et D du compteur 7490).

 

Pour récapituler : le compteur 7490, compte chaque impulsion d’horloge. Chaque FF va basculer sur une impulsion d’horloge, donc on aura dix valeurs (0 à 9), au moment 9 tous les FF seront à “1” (les sorties Q), au clock suivant tous les FF seront remis à zéro.

Toutes les sorties Q de chaque FF sont envoyées à un “intégrateur” (ic : 741). A chaque moment qu’un FF bascule, à la sortie de l’intégrateur on aura un nouveau niveau qui s’ajoutera au précédent, mais décalé dans le temps, et par conséquent cela va prendre l’allure d’un escalier.

 

Maintenant, vu que le générateur fonctionne et qu’à la sortie on obtient la forme d’onde qu’on désire, il faut se rappeler la fonction finale de l’appareil, c’est à dire de pouvoir l’utiliser pour régler des circuits vidéo-tv. Cela veut dire que nous allons avoir besoin que le signal en forme d’escalier (qui contient dix marches) puisse rentrer dans une période de temps d’approximativement 64 us (la durée d’une ligne tv) ou : 15625 Hz (fréquence de balayage lignes). Alors, comme on a dix marches (10 impulsions d’horloge), il faut que la fréquence de l’horloge soit 10 fois la fréquence des lignes donc 156250 Hz.

 

C’est donc maintenant que les choses se compliquent un peu, parce que avec l’augmentation de la fréquence, augmentent aussi les distorsions du signal à la sortie, du principalement au fait que le 741 fonctionne bien jusqu’à approximativement 60 khz.

On doit choisir alors un autre type d’amplificateur opérationnel, comme par

exemple le LF411 qui est capable de fonctionner à la fréquence désirée.

Comme générateur d’horloge, on a utilisé le circuit suivant, qui est facile à réaliser, à l’aide d’un ic 555 :

 

 

 

Avec les valeurs des pièces dans le schéma, on obtient un signal d’horloge de : 6.95 us et nous avons besoin de : 6.4 us, alors on va actionner sur la résistance de 4.7 kohms (on peut utiliser un potentiomètre (si possible linéaire).

 

A la sortie de notre générateur, il va falloir s’adapter avec la résistance de charge du montage à étudier (ajuster). On peut utiliser un répéteur émetteur ou un « buffer » réalisé avec un autre LF411 en montage de « buffer » :