Schéma électrique

Le montage étudié sera réalisé à partir des composants suivants :

Organisation du projet

L’ensemble du projet fera appel à l’utilisation de logiciels de dessin ou de conception pour les circuits électroniques.

Cette réalisation se déroulera en plusieurs étapes :

Édition ou capture du schéma électrique
Simulation du fonctionnement
Création du circuit imprimé
Montage des composants
Tests et mesures sur la maquette

Répartition indicative des séances :

INTRODUCTION

Dans ce projet, nous allons étudier et réaliser un dispositif électronique : un Oscillateur Commandé par Tension (OCT ou VCO), à l’aide de deux logiciel de CAO avec SPICE et EAGLE. Le logiciel SPICE nous a permis de faire la simulation et les mesures du VCO, ce logiciel consiste à l’appréciation général du circuit avec étude de chaque partie du circuit à fin de comprendre leur fonctionnement. Suite à la simulation, nous avons pu réaliser le Typon du circuit imprimé grâce au logiciel EAGLE.

Etude Théorique

Etude du schéma électrique et simulation du fonctionnement

Le logiciel de CAO utilisé est MICROSIM_EVAL 8.0 (SPICE). Ce programme de simulation va nous permettre de dessiner les schéma électrique du circuit, pour chaque partie du VCO, en utilisant différentes bibliothèque où son rangés les composants (transistors, amplificateurs opérationnels, résistances, capacités, …).

Création du circuit imprimé

Création du Masque du circuit imprimé

Pour la création du typon du circuit imprimé, on va s’aider du logiciel EAGLE, une fois chaque composant placé sur le Borde et les pistes relié entre elle en faisant attention qu’elle ne se croise pas on l’imprime le typon sur un papier calque en plastique.

Voir annexe pour le typon papier et le calque.

Réalisation de la maquette

Pour réaliser le circuit matérielle de notre circuit imprimé, on prend notre masque et on procède a une photogravure classique en salle de travaux pratique. Il y cinq étapes a respecter pour la création de la maquette :

On crée une pochette avec notre typon, en découpant proprement à 2cm de chaque coté des bord du typon. C’est dans cette pochette que l’on va mettre la plaquette du Circuit Imprimer.
On met la pochette avec le Circuit Imprimer encore vierge dans une machine a UV, pour marquer le typon sur le Circuit Imprimer, se procéder prend 1 à 2 minutes.
On révèle le tracé du Circuit dans un bain chimique d’Acide de Perchlorure de Fer,
On Elimine la résine du C.I. avec un solvant.
Puis on vérifie la continuité électrique des pistes avec un ohmmètre. Il y a sur notre plaque présence de microbulle qui peuvent être a l’origine de la non continuité des pistes.

Perçage et soudure des composants

Nous avons après percé tous les trous avec une petite mèche dans la maquette après sa réalisation pour pouvoir souder les composant dessus. Puis avec une mèche moyenne pour les rivets et le plus gros foret pour l’alimentation.

Pour souder les composants nous avons procéder en trois étapes :

En premier nous avons placez les résistances, le condensateur et les supports des amplificateurs opérationnels (sans placer les amplificateur opérationnel sur les supports).
Puis nous avons placer le transistor sur le Circuit Imprimer. Nous avons a ce moment la oublier de mesurer la caractéristique de son gain b.
Et en terminant par la fixation de l’alimentation et des rivets.

Teste et vérification de la maquette

Probleme Rencontré

Lors de la confection du masque sous EAGLE, il y a une inversion des pates 2 et 3 se qui donnez une observation complètement aberrent sur l’oscilloscope. Il a donc fallu modifier la carte en grattant les pistes et en connectant avec deux files ce qui avait ete inversé. Apres avoir fait de nouveau teste il y avais encore une erreur sur la carte, cette fois R1 et R7 etaient relié entre eux, il a donc fallu gratter de nouveaux la piste erroné et les relier au bonne endroit.

Mesure de +Vcc et de -Vcc

+Vcc = 11,55 V

-Vcc = -10,59

Mesure du coefficient

Nous allons faire varier l’amplitude de tension Ve et en observant la fréquence de sortie correspondantes à Vs, nous allons pouvoir en déduire k3 . On applique en entrée du signal un signal périodique carrée. et l’on obtient en sortie un signal périodique triangulaire.

On mesure l’amplitude Vs Crète a Crète pour Ve=2V qui est égale à 20V et la fréquence de sortie est de 526 Hz.

Grace a ce graphique nous allons pouvoir en déduire la valeur de k3 qui est :

k3 = 211

Seuil de Basculement en mode hystérésis

Nous allons mesurer les seuils de basculement du circuit en mettant sur la voie 1 de l’oscilloscope la sortie Vs(t) et sur la voie 2 la sortie de l’intégrateur. Nous pouvons observer le phénomène suivant :

On observe que V+ et V- augmente lorsque l’on augmente la tension d’entrée Ve, cela est du au slow rate des amplificateur opérationnel.

On applique un signal triangulaire entrée puis par la suite un signal sinusoïdal, tous deux de faible fréquence (<100Hz), d’amplitude crête a crête 12V et un offset de 1V.

On remarque que lorsque la tension d’entrée Ve est élevée, on a en sortie une période faible et donc une fréquence de sortie élevée.

Discussion des résultats pour k

On constate que le k3 = 211 qui est expérimental et le k2 = 222 qui est théorique sont sensiblement proche. Tandis que le k1 = 196 qui est le coefficient simulé est un peu éloigné.

CONCLUSION

Ce Projet nous a permit de découvrir tous les aspects de la conception d’une carte électronique, nous permettant de mettre en application notre savoir acquis pendant la licence. Du calcul théorique à la simulation, pour enfin passer à la réalisation, nous avons ou pendant ce projet découvrir et utiliser de nouveau logiciel à fin de réaliser une carte, tous en apprenant de nos erreur. Pour arriver un système électronique fonctionnel. Donc nous pouvons dire que ce projet à nécessité l’ensemble de nos capacité acquise.