Etude autour d'une TV-moniteur miniature





Bases de Temps



9. Multivibrateur modifié

Un circuit intéressant mérite d'être étudié également.
Il est issu du multivibrateur à double couplage par les grilles, sauf qu'un des couplages est en liaison continue, sans condo. Un des tubes fonctionne en interrupteur qui permet de recharger un condensateur. Celui-ci, lorsque le tube se bloque, se décharge lentement dans une résistance, selon une loi exponentielle, sauf qu'on s'arrange pour la décharge soit de courte durée, autrement dit, on limite l'exponentielle à une petite portion presque linéaire.
Voici son schéma de principe :


Supposons, au début du cylce, que V1 vient de se bloquer,
La tension sur son anode est donc très proche de +B, V2 est donc saturée, le condensateur C se charge très rapidement au travers de R3 et V2 (R3 est faible)
pendant la charge de C, le courant dans R3 ne cesse de baisser et s'annule enfin lorsque C est chargé
à ce moment, la tension sur l'anode de V2 remonte, et C1 amène cette augmentation de tension sur la grille de V1 qui se sature très rapidement. (la constante de temps R1.C1 est très grande, donc C1 conserve sa charge pendant tout le cycle
lorsque V1 se sature, la tension de son anode descend de quelques dizaines de volts (R2 est de l'ordre de grandeur de la résistance interne de V1), bloquant encore plus V2 (la cathode est proche de +B, et sa grille est inférieure d'au moins 50V)
à partir de cet instant, C se décharge dans R suivant une loi exponentielle.
lorsque la tension sur la cathode descend en-dessous de quelques volts au-dessus de la tension de grille, V2 commence à conduire,
sa tension d'anode diminue, cette diminution est répercutée sur la grille de V1 qui se bloque de nouveau ..
..et le cycle recommence

Si on s'arrange pour que la baisse de tension sur l'anode de V1 soit faible au moment de la saturation, l'amplitude de variation de la décharge de C sera faible et par conséquent, la forme de la tension de sortie sera assimilable à un segment de droite.
Donc R2 agit sur la linéarité, et pour faire varier la fréquence, il suffit de faire varier R et/ou C
R3 agit très peu sur le fonctionnement mais seulement sur la durée de charge de C, autrement dit sur la durée du "retour", quelques kiloohms est une bonne valeur.

La synchronisation se fait en insérant une résistance de faible valeur dans la cathode de V1. Pour écourter le cycle il suffit alors d'envoyer une impulsion de polarité négative.

Voici le schéma de la maquette :


Ce schéma est adapté au balayage trames, donc il oscille autour de 50Hz. Pour le passer en 15625 Hz, il suffit de diminuer C24 en conséquence, ainsi que C22
La fréquence est ajustable par P12.

Les signaux sur les différentes électrodes ont été relevés, voici quelques photos du fonctionnement en synchronisé :

en bas: signal sur la cathode de V9a, en haut : signal sur l'anode de V9b



en bas: signal sur la cathode de V9a, en haut : signal sur la grille de V9a



en bas: sur la cathode de V9a, en haut : signal sur l'anode de V9a (et sur la grille de V9b)



en bas: sur la cathode de V9a, en haut : signal sur la cathode de V9b (donc la sortie)

Influence de P12 en libre :

en bas: signal sur la cathode de V9a, en haut : signal sur l'anode de V9b, la fréquence est de 60Hz (P12 mini)



en bas: signal sur la cathode de V9a, en haut : signal sur l'anode de V9b, la fréquence est de 46Hz (P12 maxi)

Voici les signaux relevés sur un graphique complet :


A noter que le signal de sortie est donc à lancée négative (comme le premier circuit à thyratron) et est en haute impédance, ce qui nécessite un étage suiveur par la suite. D'autre part l'amplitude est assez faible et nécessite aussi un amplificateur.
C'est ce que j'avais du faire sur la base de temps de cet oscilloscope
Ne pas oublier non plus que même si le signal de sortie parait linéaire, ce n'est pas le cas; il suffit pour le constater de passer l'oscillo en alternatif et d'amplifier pour bien voir la concavité. Attenttion toutefois à l'appareil de mesure ! Je m'explique. Lorsqu'on passe l'oscillo en alternatif, en fait on met en série un condo dont on ne connait pas la valeur. Dans tous les cas, cette opération diminue la bande passante de l'oscilloscope du côté des fréquences basses et par conséquent, va déformer tout signal différent d'une sinusoïde pure (qui ne sera qu'atténuée).
La preuve ? La voici :

Signal obtenu oscillo sur "AC"

Maintenant, repassons l'oscillo en "DC" et ajoutons une cellule RC entre le signal et l'oscillo :


Il importe que la constante de temps soit très grande devant la période du signal à visualiser. J'ai pris 2,2µF et 3,3Mohm, ce qui fait 7s de constante de temps, très grande devant les 20 ms du signal. Le problème de mesure étant qu'il faut attendre au moins 1 minute avant que la trace ne se stabilise dans le sens vertical (le temps que le condo se charge) mais voici alors ce que ça donne :

Comme on peut le voir, le signal est beaucoup moins concave que ça !

Conclusion : toujours se méfier d'un oscilloscope en "AC"
Ce procédé de mesure reste valable dès qu'on veut visualiser la composante alternative d'une tension composite dont la composante continue est grande devant cette composante alternative (c'est le cas ici, la composante continue est de l'ordre de 270V et la composante alternative est de l'ordre de 40V càc)

Voici la maquette de cet oscillateur :






suite des bases de temps