Diviseur fréquence 2

Ce diviseur de fréquence possède un facteur de division ajustable entre 1 et 10, par le biais d'un potentiomètre.

Le schéma

Très simple et aucun composant exotique requis.

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Principe de base

Il repose sur l'emploi d'un monostable non-redéclanchable, basé sur un NE555. Le NE555 est câblé de telle sorte qu'il délivre une impulsion de sortie positive quand il reçoit une impulsion de commande "négative" (en fait un front descendant) sur son entrée 2 Trigger. La présence du transistor Q1 se justifie juste pour permettre un déclanchement sur un front montant, puisqu'il est simplement monté en commutateur / inverseur. La durée de l'impulsion délivrée par le NE555 dépend de la valeur des composants C1 et R1 + RV1. Si le curseur de RV1 est positionné côté +5V (résistance RV1 minimale), la durée de l'impulsion de sortie est de l'ordre de 0,5 ms. Si le curseur de RV1 est positionné côté R1 (résistance RV1 maximale), la durée de l'impulsion est de l'ordre de 11 ms.

Analyse avec un signal fixe d'entrée de 1 KHz

Pour comprendre plus facilement comment tout cela fonctionne, rien de mieux qu'un exemple pratique. Voyons donc ce qui se passe avec un signal d'entrée de 1 KHz possédant un rapport cyclique de 50 % (durée identique de 0,5 ms pour les états haut et bas), pour différentes positions du potentiomètre RV1.

Signaux obtenus
 

Explications
 

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RV1 au minimum de valeur (curseur vers +5 V)
Les impulsions de sortie durent 0,5 ms, et sont déclenchées toutes les ms puisque le signal d'entrée est de 1 KHz. Résultat : la fréquence du signal de sortie est rigoureusement identique à celle du signal d'entrée.
 

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RV1 à 5 % de sa valeur totale (curseur proche du +5 V)
Les impulsions de sortie durent 0,65 ms, et sont toujours déclenchées toutes les ms puisque le signal d'entrée est toujours de 1 KHz. Résultat : fréquence de sortie identique à la fréquence d'entrée, mais cette fois avec un rapport cyclique différent pour le signal de sortie.
 

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RV1 à 10 % de sa valeur totale (curseur proche du +5 V)
Les impulsions de sortie durent désormais 1,5 ms. Comme elles durent plus longtemps que ne dure l'état haut de chaque impulsion d'entrée, certaines transitions vers l'état haut du signal d'entrée passent inaperçues. L'impulsion de sortie est déclanche non pas pour chaque front montant du signal d'entrée, mais tous les deux fronts montants. Conséquence : la fréquence du signal de sortie est deux fois moindre que celle du signal d'entrée (500 Hz).

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RV1 à 20 % de sa valeur totale (curseur proche du +5 V)
Les impulsions de sortie durent maintenant 2,5 ms. Elles durent là aussi plus longtemps que ne dure l'état haut de chaque impulsion d'entrée, certaines transitions vers l'état haut du signal d'entrée passent inaperçues. L'impulsion de sortie est déclanche non pas pour chaque front montant du signal d'entrée, mais tous les quatre fronts montants. Conséquence : la fréquence du signal de sortie est quatre fois moindre que celle du signal d'entrée (250 Hz).

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RV1 à 50 % de sa valeur totale
Toujours le même type de comportement, encore plus accentué. Les impulsions de sortie durent 5,6 ms et la fréquence du signal de sortie vaut désormais 166 Hz, fréquence d'entrée divisée par 6.
 

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RV1 à 87 % de sa valeur totale (curseur proche de R1)
Les impulsions de sortie durent 9,7 ms et la fréquence du signal de sortie vaut désormais 100 Hz, fréquence d'entrée divisée par 10.

Nous sommes bien en présence d'un diviseur de fréquence ajustable par potentiomètre.

Relation de phase entre entrée et sortie

Avec ce montage, il existe une relation de phase entre le signal de sortie et le signal d'entrée. Quelque soit le facteur de division en cours, le passage à l'état haut de la sortie correspond toujours au passage à l'état haut de l'entrée, dès l'instant où l'impulsion de sortie est au préalable retombée à zéro bien sûr.

Niveaux d'entrée et de sortie

L'entrée accepte des signaux dont l'amplitude est comprise entre 1 V (en fait un peu moins) et plusieurs volts. Pour ce qui est de la sortie, l'amplitude des signaux dépend de la tension d'alimentation, puisque qu'on exploite directement la sortie du du NE555.

Limitations

De par sa construction, ce système ne peut fonctionner que sur une plage assez réduite de fréquences, qui est directement liée à la largeur des impulsions produites par le NE555. Afin d'étendre la plage de fonctionnement, vous pouvez remplacer le condensateur unique C1 par un ensemble de condensateurs dont un seul est mis en service par le biais d'un commutateur mécanique.
 

 

 

 

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