1. 3. 2. - LES VRAIS MONOSTABLES

Il s'agit de circuits monostables sans conditions particulières au sujet du signal de commande. C'est-à-dire que celui-ci pourra indifféremment être de durée supérieure ou inférieure à l'impulsion de sortie du monostable.

a) Vrais monostables avec une bascule D.

Le montage typique utilisant une bascule D est indiqué à la figure 20-a, alors que la figure 20-b donne la table de vérité de la bascule.

La figure 21 illustre le fonctionnement de ce montage.

Au repos, le monostable a sa sortie Q au niveau bas (L).

En effet, si à la mise sous tension la sortie Q est au niveau H, le condensateur C se charge et provoque, un moment plus tard, l'activation de l'entrée CLEAR de la bascule dont la sortie passe immédiatement au niveau bas. Le condensateur se décharge alors à travers la diode D polarisée en direct.

Si on applique à l'instant t1 une impulsion positive sur l'entrée CK, le niveau haut appliqué à l'entrée D est transféré à la sortie Q. Cette sortie étant au niveau haut, le condensateur C se charge et il se produit le phénomène décrit précédemment. L'entrée CLEAR devient active à l'instant t2, ce qui fait repasser Q au niveau bas.

A l'instant t3, le condensateur C est complètement déchargé. Une nouvelle impulsion peut être appliquée sur l'entrée CK.

Avec ce montage, une impulsion, même très brève, déclenche la bascule. Cette même impulsion de commande peut, par ailleurs, être d'une durée supérieure à celle de sortie. Il s'agit donc ici d'un vrai monostable, aucune condition particulière n'étant imposée quant à la durée de l'impulsion d'entrée.

b) Monostable réalisé avec un circuit intégré spécifique.

Le circuit monostable présenté à la figure 22 utilise un circuit intégré de type CMOS spécifique.

Ce circuit intégré comporte principalement une bascule synchrone de type D et un comparateur. Une résistance Rext et un condensateur Cext sont associés à ce circuit intégré pour définir la constante de temps de ce monostable.

A l'état de repos, la sortie Q' de la bascule est au niveau L, donc G est au niveau H et Q, sortie du monostable, au niveau L. Dans ce cas, le transistor T conduit et court-circuite le condensateur Cext, imposant une tension nulle en V1, (entrée - du comparateur). La sortie du comparateur est donc au niveau H. L'entrée CLEAR de la bascule est au niveau H, donc inactive.

La figure 23 qui suit vous permet de comprendre ce qui se passe quand l'entrée de commande B passe du niveau L au niveau H.

L'entrée A du circuit qui peut être considérée comme une entrée de validation est maintenue au niveau bas. A l'instant t1, l'entrée B passe du niveau L au niveau H et donc l'entrée CK de la bascule également : la sortie Q' passe au niveau H ainsi que Q.

La tension au point G devient nulle et le transistor T se bloque.

Le condensateur Cext commence à se charger à travers la résistance Rext. Quand la tension au point V1 atteint le seuil du comparateur, celui-ci bascule : sa sortie passe au niveau L, ce qui active l'entrée CLEAR de la bascule. Q' repasse alors au niveau L ainsi que la sortie Q du monostable.

Simultanément le transistor T conduit et le comparateur re-bascule au niveau H pour rendre l'entrée CLEAR inactive. Le monostable a retrouvé l'état de stabilité antérieur.

Il faut noter que l'entrée CLEAR de la bascule D peut être activée à tout moment grâce à l'entrée CLR du circuit. Il y a donc moyen d'interrompre l'impulsion de sortie en Q. Ceci est illustré à la figure 24.

Il est également possible de déclencher ce monostable grâce à un front descendant appliqué à l'entrée A. Dans ce cas, l'entrée B doit être au niveau H.

1. 3. 3. - MONOSTABLES REDÉCLENCHABLES 

C'est une dernière catégorie dont nous n'avons pas parlé jusqu'ici. Si l'on regarde à nouveau la figure 23, nous voyons qu'une nouvelle impulsion 3 à l'entrée de commande n'a aucun effet sur la sortie Q du monostable lorsque celui-ci vient d'être déclenché par l'impulsion 2. On dira que c'est un monostable non redéclenchable. Par opposition, il existe des montages monostables redéclenchables, c'est-à-dire qu'une nouvelle impulsion de commande survenant pendant que le monostable est déclenché est prise en compte et prolonge l'impulsion de sortie d'une durée équivalente à celle écoulée entre le début de la première commande et le début de la seconde. Ceci est illustré à la figure 25.

La durée totale T' est bien la somme de T (constante de temps du circuit) et «t3-t2». Une suite suffisamment rapprochée d'impulsions à l'entrée E maintiendrait en permanence la sortie S au niveau H.

a) Réalisation avec une bascule D.

Le schéma comporte une seule différence avec celui de la figure 20. En effet, à la figure 26, vous constatez que la diode D est reliée à l'entrée et non plus à la sortie.

Ce montage fonctionne avec une condition particulière pour le signal de commande. Il faut que ce dernier ait une durée supérieure à la constante de temps T du monostable. Ainsi, il s'agit d'un pseudo-monostable redéclenchable.

En effet, si l'entrée CK est ramenée prématurément au niveau L, la diode D, polarisée en direct, conduit et l'entrée CLEAR n'atteint jamais le niveau H puisque le condensateur C se décharge aussitôt. La sortie Q resterait donc en permanence à l'état H.

Pour le fonctionnement du circuit en monostable redéclenchable, il suffit après une première impulsion de commande, de ramener l'entrée au niveau L et immédiatement la ramener au niveau H avant que la période T ne se soit écoulée.

A chaque fois que l'entrée est ramenée au niveau L puis au niveau H, un nouveau cycle de charge du condensateur recommence.

b) Réalisation avec un circuit intégré.

Le montage illustré à la figure 27 est un vrai monostable redéclenchable qui utilise un circuit intégré spécifique de type 74122 ou 74C122.

A l'état de repos, la sortie Q est toujours au niveau logique L.

Pour déclencher ce monostable, il est possible d'utiliser les quatre entrées A1, A2, B1 et B2.

Il suffit d'envoyer une transition positive soit sur B1, soit sur B2, à condition que l'autre entrée (B1 ou B2) soit au niveau H et que l'une des deux entrées A1 ou A2 au moins soit au niveau L.

Si B1 et B2 sont au niveau H, il est également possible de déclencher ce monostable par une transition négative en A1 ou A2.

Les deux composants câblés à l'extérieur Cext et Rext déterminant la durée de l'impulsion de sortie T.

L'entrée CLEAR active au niveau L est prioritaire, c'est-à-dire qu'elle positionne la sortie Q au niveau L dès qu'elle se trouve activée.

Un exemple d'application des monostables redéclenchables est fourni par les systèmes de détection de panne dans les circuits d'horloge.