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HORLOGE 4060B CIRCUIT RC

Comment réaliser une horloge simple avec un circuit intégré, une résistance et un condensateur ? Rien de plus simple : le 4060B !

Une horloge est un montage qui va fournir une tension de forme rectangulaire à fréquence variable ou fixe, destinée à être utilisée dans un compteur.

Le circuit intégré 4060B se compose d'un compteur/diviseur binaire à report séquentiel à 14 étages ( bascules B1 à B14 ) et d'un oscillateur ( OSC ), comprenant trois entrées d'oscillateur RS, RTC, CTC ( broches 11, 10 et 9 ), dix sorties bufférisées ( O3 à O9 et O11 à O13 ) et une entrée de remise à zéro générale asynchrone prioritaire MR ( broche 12 ). L'oscillateur monté sur le circuit peut être du type RC ou à quartz. L'oscillateur peut être remplacé par un signal d'horloge externe à l'entrée RS ( broche 11 ). Le compteur est incrémenté sur le front descendant de RS. La présence d'un niveau HAUT sur MR remet le compteur à zéro ( O3 à O9 et O11 à O13 à l'état bas ) quel que soit l'état de l'autre entrée.

La configuration en trigger de Schmitt sur l'entrée d'horloge permet d'accepter des temps de montée et de descente longs.

Mesure avec un capteur d'humidité capacitif : C ( à titre d'exemple )

Sur la broche 7 ( sortie 3 ), on relève à l'oscilloscope une fréquence FO3 de 3 448 Hz, avec le fréquencemètre sur la même broche, on mesure une fréquence de

3 447 Hz. La fréquence de l'oscillateur interne au circuit intégré est de :

FOSC = 2ⁿ⁺¹ . FO3 = 16 . 3 447 = 55 152 Hz.

Mesures avec des condensateurs fixes à la place du capteur : C en pF

100 pF	FO3 = 3843 Hz	KO3 = 260	FOSC = 61488 Hz	K = 16,26
150 pF	FO3 = 3319 Hz	KO3 = 200	FOSC = 53104 Hz	K = 12,55
180 pF	FO3 = 3060 Hz	KO3 = 182	FOSC = 48960 Hz	K = 11,35
272 pF	FO3 = 2446 Hz	KO3 = 150	FOSC = 39136 Hz	K = 9,4

Avec les relations : FO3 = 1 / ( KO3 . R . C ) et FOSC = 1 / ( K . R . C )

Malheureusement les coefficients K et KO3 ne sont pas constants. On ne dispose pas d'une formule pratique pouvant donner la valeur de la fréquence d'une sortie en fonction du choix de R et de C ? La formule donnée dans le data book ne marche pas ? Si vous avez la solution, contactez moi !

Essais avec condensateur variable : Ct en pF, résistance Rt fixe

R2 = 470 kohms et Rt = 100 kohms FO3 à l'oscillo et FO3 au fréquencemètre

90 pF	FO3 = 1250 Hz	FO3 = 1254 Hz	FOSC = 20 064 Hz	K = 5,537
150 pF	FO3 = 877,2 Hz	FO3 = 892 Hz	FOSC = 14 272 Hz	K = 4,67
300 pF	FO3 = 526,3 Hz	FO3 = 554 Hz	FOSC = 8 864 Hz	K = 3,76
1 000 pF	FO3 = 208 Hz	FO3 = 213 Hz	FOSC = 3 408 Hz	K = 2,93
4 700 pF	FO3 = 52,63 Hz	FO3 = non mesuré	FOSC = 842,1 Hz	K = 2,53

R2 = 180 kohms et Rt = 10 kohms FO3 à l'oscillo et FO3 au fréquencemètre. Voir Courbe 1.

90 pF	FO3 = 4167 Hz	FO3 = 4292 Hz	FOSC = 68 672 Hz	K = 16,18
150 pF	FO3 = 3448 Hz	FO3 = 3519 Hz	FOSC = 56 304 Hz	K = 11,84
300 pF	FO3 = 2439 Hz	FO3 = 2489 Hz	FOSC = 39 824 Hz	K = 8,37
1 000 pF	FO3 = 1090,5 Hz	FO3 = 1199 Hz	FOSC = 19 184 Hz	K = 5,21
4 700 pF	FO3 = 370 Hz	FO3 = 378 Hz	FOSC = 6 048 Hz	K = 3,52

Essais avec la résistance variable : Rt en kohms, Ct fixe

R2 = 180 kohms et Ct = 1 000 pF

2,7 kohms	FO3 = rien	FOSC = rien	K =
10 kohms	FO3 = 1202 Hz	FOSC = 19 232 Hz	K = 5,2
47 kohms	FO3 = 461 Hz	FOSC = 7 376 Hz	K = 2,88
100 kohms	FO3 = 236 Hz	FOSC = 3 776 Hz	K = 2,65

R2 = 180 kohms et Ct = 300 pF Voir Courbe 2.

2,7 kohms	FO3 = rien	FOSC = rien	K =
10 kohms	FO3 = 2507 Hz	FOSC = 40 112 Hz	K = 8,31
47 kohms	FO3 = 1222 Hz	FOSC = 19 552 Hz	K = 3,63
100 kohms	FO3 = 689 Hz	FOSC = 11 024 Hz	K = 3,02

R2 = 470 kohms et Ct = 300 pF

2,7 kohms	FO3 = rien	FOSC = rien	K =
10 kohms	FO3 = 1571 Hz	FOSC = 25 136 Hz	K = 13,26
47 kohms	FO3 = 915 Hz	FOSC = 14 640 Hz	K = 4,844
100 kohms	FO3 = 555 Hz	FOSC = 8 880 Hz	K = 3,75

courbe 1

courbe 2