là on est bien
authorPaul Kocialkowski <contact@paulk.fr>
Tue, 12 May 2015 07:56:44 +0000 (09:56 +0200)
committerPaul Kocialkowski <contact@paulk.fr>
Tue, 12 May 2015 07:56:57 +0000 (09:56 +0200)
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index 3dda805..8dab072 100644 (file)
 
 \begin{figure}[!h]
 \includegraphics[width=\linewidth]{multivibrateur-photo.jpg}
-\caption{Multivibrateur astable monté sur une platine d'expérimentation}
+\caption{Photographie du multivibrateur astable monté sur une platine d'expérimentation}
 \label{multivibrateur-photo}
 \end{figure}\\
 
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{incrementation.png}
-\caption{Montage de décompte sur 2 bits}
+\caption{Schéma du montage de décompte sur 2 bits}
 \label{incrementation}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[!h]
 \includegraphics[width=\linewidth]{compteur-experimental.jpg}
-\caption{Montage de décompte monté sur une platine d'expérimentation}
+\caption{Photographie du montage de décompte monté sur une platine d'expérimentation}
 \label{compteur-experimental}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{incrementation-simplifie.png}
-\caption{Montage de décompte sur 2 bits après simplifications}
+\caption{Schéma du montage de décompte sur 2 bits après simplifications}
 \label{incrementation-simplifie}
 \end{figure}
 
@@ -75,7 +75,7 @@
 \begin{figure}[h]
 \centering
 \includegraphics[width=5cm]{bouton-rebond.png}
-\caption{Montage desuppression des rebonds électriques du bouton poussoir}
+\caption{Schéma du montage desuppression des rebonds électriques du bouton poussoir}
 \label{bouton-rebond}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{incrementation-final-nor.png}
-\caption{Compteur utilisant le circuit de synchronisation astucieusement (portes NON-OU/NI)}
+\caption{Schéma du compteur utilisant le circuit de synchronisation astucieusement (à portes NON-OU/NI)}
 \label{incrementation-final-nor}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{incrementation-final-nand.png}
-\caption{Compteur utilisant le circuit de synchronisation astucieusement (portes NAND)}
+\caption{Schéma du compteur utilisant le circuit de synchronisation astucieusement (à portes NAND)}
 \label{incrementation-final-nand}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[!h]
 \includegraphics[width=\linewidth]{compteur-final.jpg}
-\caption{Montage de décompte final monté sur une platine d'expérimentation}
+\caption{Photographie du montage de décompte final monté sur une platine d'expérimentation}
 \label{compteur-final}
 \end{figure}
 
 
 \begin{figure}[!h]
 \includegraphics[width=\linewidth]{systeme-led-photo.png}
-\caption{Système de décompte des secondes en représentation binaire sur une platine d'expérimentation, connecté aux autres modules}
+\caption{Photographie du système de décompte des secondes en représentation binaire sur une platine d'expérimentation, connecté aux autres modules}
 \label{systeme-led-photo}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{systeme-alarme.png}
-\caption{Système d'alarme sonore pour la cuisson d'un œuf à la coque}
+\caption{Schéma du système d'alarme sonore pour la cuisson d'un œuf à la coque}
 \label{systeme-alarme}
 \end{figure}
 
 \begin{figure}[!h]
-\includegraphics[width=\linewidth]{systeme-alarme-photo.png}
-\caption{Système d'alarme sonore pour la cuisson d'un œuf à la coque sur une platine d'expérimentation, connecté aux autres modules}
+\includegraphics[width=\linewidth]{systeme-alarme-photo.jpg}
+\caption{Photographie du système d'alarme sonore pour la cuisson d'un œuf à la coque sur une platine d'expérimentation, connecté aux autres modules}
 \label{systeme-alarme-photo}
 \end{figure}
 
 
 \begin{figure}[!h]
 \includegraphics[width=\linewidth]{ardui2c.jpg}
-\caption{La Cubieboard2 et l'Arduino connectés par le bus \iic, avec l'analyseur logique}
+\caption{Photographie de la Cubieboard2 et de l'Arduino connectés par le bus \iic, avec l'analyseur logique}
 \label{ardui2c-photo}
 \end{figure}
 
index 0a2827d..3355db4 100644 (file)
@@ -108,7 +108,7 @@ Les portes logiques sont schématisées de manière standard par les symboles su
 \caption*{Porte OU EXCLUSIF}
 \end{subfigure}
 \hfill~\\
-\caption{Schématisation standard des portes logiques}
+\caption{Schémas standard des portes logiques}
 \end{figure}
 
 \subsection{Bascules}
@@ -123,7 +123,7 @@ Il se peut que cet état soit électriquement stable et déterminé par la natur
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=5cm]{nono.png}
-\caption{Porte NON avec rétroaction directe}
+\caption{Schéma d'une porte NON avec rétroaction directe}
 \end{figure}
 
 Les bascules les plus fondamentales sont appelées bascules RS (pour \textit{Reset} et \textit{Set}) et peuvent être constituées de portes NON-OU/NI ou de portes NON-ET :
@@ -145,7 +145,7 @@ Les bascules les plus fondamentales sont appelées bascules RS (pour \textit{Res
 \caption{À portes NON-ET}
 \end{subfigure}
 \hfill~\\
-\caption{Bascules RS à base de portes logiques}
+\caption{Schéma de bascules RS basées sur de portes logiques}
 \end{figure}
 
 On remarque en étudiant ces bascules qu'un état haut placé sur $S$ (ou un état bas placé sur $\overline{S}$) force un état haut à la sortie $Q$ (quel que soit l'état précédent de $Q$), qui est maintenu même après que l'impulsion initiale sur $S$ a disparue. De même, un état haut placé sur $R$ (ou un état bas placé sur $\overline{R}$) force un état bas à la sortie $Q$ : il s'agit des fonctions permettant de faire passer la bascule dans un état haut (Set) ou dans un état bas (Reset).\\
@@ -221,7 +221,7 @@ On peut alors exprimer l'addition binaire avec le circuit à portes logiques sui
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[height=4cm]{demiadd.png}
-\caption{Circuit d'addition binaire de $A$ et $B$}
+\caption{Schéma d'un circuit d'addition binaire de $A$ et $B$}
 \end{figure}
 
 Intuitivement, on va chercher à additionner la valeur précédente du premier bit $D_0$ du compteur avec $1$ de sorte à l'incrémenter, puis additionner la valeur précédente du second bit $D_1$ avec la valeur nouvellement calculée par l'opération précédente, et ainsi de suite. Considérons plus précisément l'exemple du premier bit ($D_0$) avec un raisonnement qui sera applicable aux autres bits : si on reboucle la sortie de l'additionneur\footnote{Il ne s'agit là que d'un demi-additionneur, car ce montage ne prend pas en entrée de retenue, nécessaire pour la réalisation d'un calculateur complet, mais inutilisée pour un compteur comme explicité.} à une entrée ($A$) et que l'on applique un état logique haut (bit $1$) à l'autre entrée ($B$), on se place dans le cas d'une rétroaction immédiate. Ce montage ne sera cependant pas stable : le circuit va se comporter comme un inverseur rebouclé. Il est donc nécessaire de synchroniser le calcul avec un signal d'horloge.
@@ -233,7 +233,7 @@ On propose une solution de synchronisation en deux temps, où la valeur d'entré
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=\linewidth]{incrementation-principe.png}
-\caption{Solution de synchronisation proposée}
+\caption{Schéma de la solution de synchronisation proposée}
 \end{figure}
 
 On utilise deux bascules RS asynchrones, simples à réaliser et au fonctionnement bien connu. On synchronise alors la première bascule sur le temps haut de l'horloge avec deux portes ET reliées à $H$ sur les entrées $R$ et $S$, on relie l'entrée du montage à la porte ET reliée à l'entrée $S$ de la bascule et on relie l'inverse de l'entrée du montage pour la porte ET reliée à l'entrée $R$ de la bascule. De fait, l'état de l'entrée est recopié en sortie de la bascule pendant l'état haut de l'horloge et reste inchangé pendant le temps bas. On y associe alors une seconde bascule synchronisée de la même façon mais sur l'état bas de l'horloge (avec deux portes ET reliées à $\overline{H}$) et on relie la sortie $Q$ (respectivement $\overline{Q}$) de la première bascule à l'entrée $S$ (respectivement $R$) (au travers des portes ET). De fait, pendant le temps bas de l'horloge, l'état intermédiaire de sortie de la première bascule (qui est inchangé) est recopié en sortie par la seconde bascule, qui restera alors inchangée pendant le temps haut, ce qui fournit le résultat attendu. Il s'agit d'une technique d'utilisation des bascules avec sensitivité aux états logiques de l'horloge\notecite{CoursLogique}.\\
@@ -324,10 +324,14 @@ En pratique, on prendra pour $R_2$ une valeur de 500 \ohm.\\
 
 Le premier montage est réalisé avec en entrée un horloge de fréquence environ égale à $1$ Hz, obtenue avec les valeurs des composants suivantes : $R_1 = 72$ k\ohm\ et $C_1 = 10$ \microf. On réalise le compteur sur $3$ bits, soit un décompte jusqu'à $7$ secondes. Le module de sortie, dont le schéma électronique du système est reporté en annexe \ref{systeme-led}, utilise un transistor NPN (avec un pont diviseur de tension) pour chaque LED, afin d'éviter que le courant nécessaire pour la LED ne passe par le circuit logique. De plus, On utilisera une résistance variable de l'ordre de $10$ k\ohm\ en série avec la LED pour régler la luminosité (et donc le courant consommé). Les valeurs nécessaires de résistance dépendront de la couleur de la LED et de l'intensité souhaitée. On pourra remplacer cette résistance variable par une résistance de la valeur obtenue par expérimentation. Un photographie du montage réalisée est reportée en annexe \ref{systeme-led-photo}.\\
 
-Pour le dernier système avec compteur sur 3 bits, dont le schéma électronique est reporté en annexe \ref{systeme-alarme}, on souhaite tout d'abord faire clignoter une LED avec une période de $30$ secondes (pour attirer l'attention de l'usager), qui correspond à la période du signal d'horloge. On obtient cette période avec les composants suivants : $R_1 = 98$ k\ohm\ et $C_1 = 220$ \microf. On connecte donc la LED en série avec une résistance (variable ou non) au travers d'un transistor (vu les considérations faites pour le premier montage) et la LED sera déclenchée avec l'état haut du signal d'horloge. Afin de détecter que les $3$ minutes sont écoulées, on s'intéresse aux bits $D_1$ et $D_2$. En effet, on veut un décompte jusqu'à six, exprimé $110$ en binaire : on teste donc les bits de poids 1 et 2, avec une porte logique ET. La sortie de cette porte est reliée à une bascule RS de sorte que dès que les bits de poids 1 et 2 sont à $1$, l'entrée S de la bascule soit activée et passe $Q$ à 1 et $\overline{Q}$ à 0. On relie alors la sortie de $\overline{Q}$ à l'alimentation $VH$ de l'horloge, de sorte que dès que les $3$ minutes sont écoulées, le décompte s'arrête. La sortie $Q$ de la bascule sera reliée à l'alimentation d'un multivibrateur astable réalisé avec un \emph{NE555} de période $1$ seconde (avec les valeurs déjà évoquées), dont la sortie est elle-même reliée à l'alimentation d'un second multivibrateur astable. Ce dernier multivibrateur, toujours réalisé avec un \emph{NE555} avec une fréquence adaptée pour commander un bipeur piézoélectrique, qui émet un son quand il est stimulé par une fréquence proche de sa fréquence de résonance, de l'ordre de quelques kHz. On ne connaît pas la fréquence de résonance précise du composant utilisé : on utilisera alors une résistance variable pour déterminer expérimentalement une valeur qui produit un son satisfaisant, que l'on pourra remplacer par une résistance de la valeur obtenue.\\
+Pour le dernier système avec compteur sur 3 bits, dont le schéma électronique est reporté en annexe \ref{systeme-alarme}, on souhaite tout d'abord faire clignoter une LED avec une période de $30$ secondes (pour attirer l'attention de l'usager), qui correspond à la période du signal d'horloge. On obtient cette période avec les composants suivants : $R_1 = 98$ k\ohm\ et $C_1 = 220$ \microf. On connecte donc la LED en série avec une résistance (variable ou non) au travers d'un transistor (vu les considérations faites pour le premier montage) et la LED sera déclenchée avec l'état haut du signal d'horloge. Afin de détecter que les $3$ minutes sont écoulées, on s'intéresse aux bits $D_1$ et $D_2$. En effet, on veut un décompte jusqu'à six, exprimé $110$ en binaire : on teste donc les bits de poids 1 et 2, avec une porte logique ET. La sortie de cette porte est reliée à une bascule RS de sorte que dès que les bits de poids 1 et 2 sont à $1$, l'entrée S de la bascule soit activée et passe $Q$ à 1 et $\overline{Q}$ à 0. La sortie $\overline{Q}$ de la bascule sera reliée à un transistor qui alimentera, quand $\overline{Q}$ vaut 0 et donc quand $Q$ vaut 1, un multivibrateur astable réalisé avec un \emph{NE555} ($U_2$) de période $1$ seconde (avec les valeurs déjà évoquées), dont la sortie est elle-même reliée à l'alimentation d'un second multivibrateur astable ($U_3$). Ce dernier multivibrateur, toujours réalisé avec un \emph{NE555} aura une fréquence adaptée pour commander un bipeur piézoélectrique, qui émet un son quand il est stimulé par une fréquence proche de sa fréquence de résonance, de l'ordre de quelques kHz. On ne connaît pas la fréquence de résonance précise du composant utilisé : on utilisera alors une résistance variable pour déterminer expérimentalement une valeur qui produit un son satisfaisant, que l'on pourra par la suite remplacer par une résistance de la valeur obtenue.\\
 
-Pour ce dernier multivibrateur, on utilise un condensateur de $0,22$ \microf\ et une résistance $R_8 = 500$ \ohm. On trouve alors des fréquences de l'ordre de quelques kHz pour des valeurs de $VR_2$ de l'ordre de l'ordre de quelques k\ohm. De cette façon, on entendra un son émis en alternance sur une fréquence de $1$ Hz, qui correspondra à l'alarme sonore. Le bipeur est connecté à la sortie du dernier multivibrateur au travers d'un transistor (même considération que pour la LED) avec une résistance variable en série, pour contrôler son volume (et donc la consommation en courant).\\
+Pour ce dernier multivibrateur ($U_3$), on utilise un condensateur de 0,22 \microf\ et une résistance 500 \ohm. On trouve alors des fréquences de l'ordre de quelques kHz pour des valeurs de $VR_2$ de l'ordre de l'ordre de quelques k\ohm. De cette façon, on entendra un son émis en alternance sur une fréquence de 1 Hz, qui correspondra à l'alarme sonore. Le bipeur est connecté à la sortie du dernier multivibrateur au travers d'un transistor (même considération que pour la LED) avec une résistance variable en série, pour contrôler son volume (et donc la consommation en courant).\\
 
-L'alarme sonore pourra être désactivée avec un bouton poussoir, relié d'une part au 5V et d'autre part à l'entrée R de la bascule RS, qui réinitialisera le système en plaçant l'état $Q$ à 0 et $\overline{Q}$ à 1 (l'horloge redémarre, les deux autres multivibrateurs ne sont plus alimentés). On remarque que les rebonds du bouton ne sont pas importants puisque seul un état haut sera actif sur l'entrée R (on réalisé un bascule à base de portes NON-OU/NI). Afin d'éviter un état indéterminé quand le bouton n'est pas pressé, on relie l'entrée R de la bascule à la masse, avec un faible résistance (on prendra $R_5 = 500$ \ohm). Un photographie du montage réalisée est reportée en annexe \ref{systeme-alarme-photo}.\\
+Afin que l'état de la bascule RS ne soit pas indéterminé, on relie l'entrée $\overline{R}$ à un condensateur en circuit RC ($R_5$ et $C_3$) avec une constante de temps faible $\tau = 500 \cdot 10 \cdot 10^{-6} = 5 \cdot 10^{-3}$ soit 5 ms. Ainsi, l'entrée $\overline{R}$ est à un état logique bas quand le condensateur se charge, ce-qui place systématiquement $Q$ à un état logique bas et $\overline{Q}$ à un état logique haut. Une fois la charge du condensateur terminée, l'état logique en $\overline{R}$ et haut : l'entrée demeure inactive.\\
 
-Expérimentalement, on pourra ajuster les valeurs des composants choisis, qui ne correspondent pas exactement aux valeurs indiquées (par exemple, un condensateur peut perdre de sa charge après un certain temps d'utilisation) pour obtenir les fréquences souhaitées. Les composants utilisés ne sont d'ailleurs pas tous neufs : une grande partie provient de récupération sur des circuits quelconques.
+Une photographie du montage réalisée est reportée en annexe \ref{systeme-alarme-photo}.\\
+
+Expérimentalement, on pourra ajuster les valeurs des composants choisis, qui ne correspondent pas exactement aux valeurs indiquées (par exemple, un condensateur peut perdre de sa charge après un certain temps d'utilisation) pour obtenir les fréquences souhaitées. Les composants utilisés ne sont d'ailleurs pas tous neufs : une grande partie provient de récupération sur des circuits quelconques. En effet, pour des incertitudes relatives de 10\% sur les résistances (indiquées par un collier couleur argent sur le composant) et sur le condensateur, on calcule l'incertitude relative pour la fréquence d'1 Hz d'après la formule donnée au \ref{signal-carre-montages} :
+$$\frac{\Delta f}{f}=\frac{\Delta R_2 + 2\Delta R_1}{R_2+2R_1}+\frac{\Delta C_1}{C_1} = \frac{0,5 \cdot 0,1 + 2 \cdot 72 \cdot 0,1}{0,5 + 2 \cdot 72} + 0,1 = 0,2$$
+Soit une incertitude relative de 20\%, ce qui est relativement élevé.
index 3c91ad1..7e521cf 100644 (file)
@@ -17,7 +17,7 @@ De la même façon qu'il est nécessaire de synchroniser certains types de circu
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[height=5cm]{cubieboard2.png}
-\caption{La carte Cubieboard2}
+\caption{Photographie de la carte Cubieboard2}
 \end{figure}
 
 La carte Cubieboard2\notecite{Cubieboard} est un exemple particulier d'ordinateur complet. On retrouve en effet tous les composants constituants un ordinateur sur une carte de petite taille : on parle d'ordinateur à carte unique, de l'Anglais \emph{Single Board Computer}, parfois abrégé par ses initiales : \emph{SBC}. Le processeur de l'ordinateur est intégré au sein d'une puce de type SoC\notetrad{System on a Chip}{système sur une puce} : il s'agit d'un seul circuit intégré rassemblant, en plus du processeur principal, un certain nombre d'autres composants utiles tels que diverses entrées/sorties, des processeurs auxiliaires, etc. Pour autant, il ne contient pas la mémoire principale de l'ordinateur : il ne s'agit donc pas d'un microcontrôleur. Le SoC utilisé dans la Cubieboard2 est un \emph{A20} produit par la société chinoise \bsc{Allwinner}. Le processeur utilisé dans le \emph{A20} est un \emph{Cortex A7}, qui utilise un jeu d'instructions \bsc{ARM} et opère avec un fréquence d'horloge de $1$ GHz.\\
@@ -25,7 +25,7 @@ La carte Cubieboard2\notecite{Cubieboard} est un exemple particulier d'ordinateu
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[height=5cm]{arduino.png}
-\caption{La carte Arduino Uno}
+\caption{Photographie de la carte Arduino Uno}
 \end{figure}
 
 Quant aux microcontrôleurs, on pourra s'intéresser à la carte Arduino\notecite{Arduino} Uno : il s'agit également d'une carte au format réduit, contenant un microcontrôleur. Le microcontrôleur en question est un \emph{ATmega328p} de la société \bsc{Atmel} et son processeur utilise un jeu d'instructions \bsc{AVR} et opère avec une fréquence d'horloge de $16$ MHz.\\
index 35d8086..fa46e29 100644 (file)
@@ -29,6 +29,12 @@ school={INSA Lyon},
 year={2010},
 }
 
+@misc{oscillateurs-quartz,
+author={Philippe Morenton},
+title={Oscillateurs à quartz ou résonateur céramique},
+note={http://sti.tice.ac-orleans-tours.fr/spip2/IMG/pdf/Oscillateurs\_a\_quartz\_et\_resonateur\_ceramique.pdf}
+}
+
 @book{coursPSI,
 title={Électronique, PSI},
 author={Brenders, Pierre and Buffard, Gilles and Douchet, L. and Sauzeix, M. and Tisserant, S.},
index c981f3a..60501df 100644 (file)
Binary files a/images/ne555-systemes.png and b/images/ne555-systemes.png differ
diff --git a/images/systeme-alarme-photo.jpg b/images/systeme-alarme-photo.jpg
new file mode 100644 (file)
index 0000000..32b6c5f
Binary files /dev/null and b/images/systeme-alarme-photo.jpg differ
diff --git a/images/systeme-alarme-photo.png b/images/systeme-alarme-photo.png
deleted file mode 100644 (file)
index d4e6a4e..0000000
Binary files a/images/systeme-alarme-photo.png and /dev/null differ
index 7a34109..3314577 100644 (file)
Binary files a/images/systeme-alarme.png and b/images/systeme-alarme.png differ
index bb0748b..96261ca 100644 (file)
Binary files a/images/systeme-led.png and b/images/systeme-led.png differ
index fe9561e..12e10ea 100644 (file)
@@ -154,7 +154,7 @@ Les oscillateurs à hautes fréquences les plus connus sont : le \emph{Colpitts}
 \caption{Symbole électrique du quartz}
 \end{figure}
 
-Les oscillateurs à quartz permettent d'obtenir des signaux de fréquences très précises avec peu de variations (et donc une grande stabilité). On explique brièvement l'utilité d'un quartz dans ces circuits. Il s'agit d'un cristal qui possède des propriétés \emph{piézo-électriques}. L'effet piézo-électrique direct crée une polarisation entre les bornes du quartz sous l'effet d'une contrainte mécanique, tandis que l'effet piézo-électrique inverse crée une déformation du matériau si on lui applique un champ électrique. Ainsi si on applique une tension alternative aux bornes du quartz, il se crée une déformation mécanique qui s'amplifie fortement lorsque la fréquence d'excitation est proche ou égale à la fréquence de résonance du composant. Quand le quartz entre en résonance, les déformations mécaniques sont telles que l'effet piézo-électrique direct se traduit par l'apparition d'un courant bien plus important en intensité que le courant d'excitation. On utilise donc le quartz à l'intérieur d'un circuit oscillant en faisant correspondre les pulsations du circuit oscillant avec la fréquence de résonance du quartz, ce-qui permet d'obtenir un signal de fréquence stable en sortie. La fréquence de résonance du quartz est dépendante de sa constitution et surtout de sa forme. On peut classiquement obtenir des fréquences situées entre quelques dizaines de kHz et quelques dizaines de MHz.\\
+Les oscillateurs à quartz permettent d'obtenir des signaux de fréquences très précises avec peu de variations (et donc une grande stabilité), avec une incertitude relative sur la fréquence de l'ordre de 0,003\%\notecite{oscillateurs-quartz}. On explique brièvement l'utilité d'un quartz dans ces circuits. Il s'agit d'un cristal qui possède des propriétés \emph{piézo-électriques}. L'effet piézo-électrique direct crée une polarisation entre les bornes du quartz sous l'effet d'une contrainte mécanique, tandis que l'effet piézo-électrique inverse crée une déformation du matériau si on lui applique un champ électrique. Ainsi si on applique une tension alternative aux bornes du quartz, il se crée une déformation mécanique qui s'amplifie fortement lorsque la fréquence d'excitation est proche ou égale à la fréquence de résonance du composant. Quand le quartz entre en résonance, les déformations mécaniques sont telles que l'effet piézo-électrique direct se traduit par l'apparition d'un courant bien plus important en intensité que le courant d'excitation. On utilise donc le quartz à l'intérieur d'un circuit oscillant en faisant correspondre les pulsations du circuit oscillant avec la fréquence de résonance du quartz, ce-qui permet d'obtenir un signal de fréquence stable en sortie. La fréquence de résonance du quartz est dépendante de sa constitution et surtout de sa forme. On peut classiquement obtenir des fréquences situées entre quelques dizaines de kHz et quelques dizaines de MHz.\\
 
 Par rapport aux autres circuits présentés, l'oscillateur à quartz permet d'avoir un signal avec une excellente stabilité de fréquence. Son inconvénient majeur est que la fréquence des oscillations n'est pas ajustable et est invariable pour chaque composant.\\
 
@@ -222,12 +222,17 @@ Le \emph{NE555} est composé d'éléments tels que des comparateurs, une bascule
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=6cm]{ne555.png}
-\caption{Montage du \emph{NE555} en mode multivibrateur}
+\caption{Schéma du montage du \emph{NE555} en mode multivibrateur}
 \end{figure}
 
 La fréquence d'oscillation $f$ et le rapport cyclique $\alpha$ sont obtenus avec les formules\noteciteagain{wikipedia-ne555} :
 $$f = \frac {1,44} { (R_2 + 2R_1)C_1 }\quad~\quad \alpha = 1 - \frac {R_1} { (R_2 + 2R_1) }$$
 
+On calcule alors l'incertitude relative sur la fréquence $f$ :
+$$\frac{\Delta f}{f}=\frac{\Delta R_2 + 2\Delta R_1}{R_2+2R_1}+\frac{\Delta C_1}{C_1}$$
+
+Pour des incertitudes relatives sur les résistances et le condensateur de l'ordre de 10\% ou 5\%, on reste encore loin des 0,003\% de précision sur la fréquence d'un quartz.
+
 Le condensateur $C_2$ est essentiellement présent pour stabiliser la tension interne du composant.
 
 \subsection{Étude et réalisation d'un multivibrateur astable}\\
@@ -241,7 +246,7 @@ On va donc étudier analytiquement ce circuit, dont le schéma est donné en fig
 \begin{figure}[!h]
 \centering
 \includegraphics[width=\textwidth/2]{multivibrateur-schema.png}
-\caption{Schéma du montage}
+\caption{Schéma du montage du multivibrateur astable}
 \label{multivibrateur-schema}
 \end{figure}\\
 
@@ -425,7 +430,7 @@ On a pu observer sur ce chronogramme que le signal de sortie était tel que souh
 Le calcul de l'incertitude relative sur la valeur de $T$ en fonction de celle des composants amène à l'expression suivante :
 $$\frac{\Delta T}{T}=\frac{\Delta R_2}{R_2}+\frac{\Delta C_1}{C_1}$$
 
-On a ici négligé les incertitudes liées aux tensions $V_+$ et $\theta$ car cela amène à des incertitudes relatives négligeables devant celles sur $R_2$ et $C_1$. En prenant $\frac{\Delta R_2}{R_2}=10 \%$ (indiquée par le fabricant sur la résistance avec un collier couleur argent) et $\frac{\Delta C_1}{C_1}=10 \%$, on obtient une incertitude relative de $20 \%$ sur la valeur de $T$. C'est-à-dire que pour une période théorique de $1$ seconde, le résultat expérimental peut être considéré comme valable s'il se trouve dans l'intervalle $[0,8;1,2]$ 
+On a ici négligé les incertitudes liées aux tensions $V_+$ et $\theta$ car cela amène à des incertitudes relatives négligeables devant celles sur $R_2$ et $C_1$. En prenant $\frac{\Delta R_2}{R_2}=10 \%$ (indiquée par le fabricant sur la résistance avec un collier couleur argent) et $\frac{\Delta C_1}{C_1}=10 \%$, on obtient une incertitude relative de $20 \%$ sur la valeur de $T$. C'est-à-dire que pour une période théorique de $1$ seconde, le résultat expérimental peut être considéré comme valable s'il se trouve dans l'intervalle $[0,8;1,2]$. Cette incertitude relative est donc très grande devant les 0,003\% d'un quartz.
 
 \subsection{Exemples d'utilisations dans un système réel}
 
@@ -444,5 +449,5 @@ L'oscillateur Pierce, qui fonctionne avec un quartz est très fréquemment utili
 \includegraphics[width=\textwidth]{rtl8201.png}
 \caption{Horloge du composant \bsc{RTL8201}}
 \end{subfigure}
-\caption{Exemples d'utilisation de l'oscillateur Pierce au sein de la Cubieboard2}
+\caption{Schémas d'exemples d'utilisation de l'oscillateur Pierce au sein de la Cubieboard2}
 \end{figure}
index 2ee449a..8298b42 100644 (file)
@@ -1,17 +1,17 @@
 \section*{Résumé}
 
-Comme chaque être Humain, nous faisons l'expérience du temps en continu. La représentation de ce concept a été formalisée au cours de l'Histoire pour contribuer à l'organisation des sociétés. Elle s'est opérée au travers de différentes techniques, allant des effets périodiques naturels tels que le cycle du soleil ou les phases de la lune jusqu'à différents effets physiques comme la gravité ou les oscillations mécaniques. Cependant, depuis la fin des années cinquante, il a été possible de représenter le temps au travers de systèmes électroniques, utilisant les propriétés électriques de nombreux matériaux. Ce projet vise à fournir une compréhension globale du fonctionnement de ces oscillateurs. En particulier, il s'agit d'expliciter la génération de signaux de forme carrée à des fréquences précises. De plus, l'intégration de ces oscillateurs au sein de systèmes complets sera détaillée au travers de plusieurs expériences, mettant en valeur différentes utilisations concrètes au-delà de la théorie. Par l'étude d'un ordinateur de la taille d'une carte de crédit, la Cubieboard2, ce projet vise aussi à montrer comment les composants électroniques interagissent avec les composants basés sur le temps qui composant un ordinateur. De fait, certains aspects de l'interaction du temps avec les ordinateurs seront évoqués, accompagnés d'expériences illustrant le parallélisme et ses applications. Le cas de la communication entre plusieurs circuits numériques sera également abordé. Finalement, une synthèse de ces concepts et de leurs applications sera dressée, en mentionnant l'évolution et le futur proche de l'informatique basée sur le temps.
+Comme chaque être Humain, nous faisons l'expérience du temps en continu. La représentation de ce concept a été formalisée au cours de l'Histoire pour contribuer à l'organisation des sociétés. Elle s'est opérée au travers de différentes techniques, allant des effets périodiques naturels tels que le cycle du soleil ou les phases de la lune jusqu'à différents effets physiques comme la gravité ou les oscillations mécaniques. Cependant, depuis la fin des années cinquante, il a été possible de représenter le temps au travers de systèmes électroniques, utilisant les propriétés électriques de nombreux matériaux. Ce projet vise à fournir une compréhension globale du fonctionnement de ces oscillateurs. En particulier, il s'agit d'expliciter la génération de signaux de forme carrée à des fréquences précises. De plus, l'intégration de ces oscillateurs au sein de systèmes complets sera détaillée au travers de plusieurs expériences, mettant en valeur différentes utilisations concrètes au-delà de la théorie. Par l'étude d'un ordinateur de la taille d'une carte de crédit, la Cubieboard2, ce projet vise aussi à montrer comment les composants électroniques interagissent avec les composants basés sur le temps qui composant un ordinateur. De fait, certains aspects de l'interaction du temps avec les ordinateurs seront évoqués, accompagnés d'expériences illustrant le parallélisme et ses applications. Le cas de la communication entre plusieurs circuits numériques sera également abordé. Finalement, une synthèse de ces concepts et de leurs applications sera dressée, en mentionnant l'évolution et le futur proche de l'informatique basée sur le temps.\\
 
-\subsubsection*{Mots clefs : Temps, électronique, numérique, logique, informatique, synchronisation, parallélisme}
+\textbf{Mots clefs : Temps, électronique, numérique, logique, informatique, synchronisation, parallélisme}
 
 \vfill
 
 \begin{otherlanguage}{english}
 \section*{Abstract}
 
-As human beings, we experience time at every instant. For a very long time, we have been trying to understand time better and have come up with various representations of it in order to organize our societies. At first, natural periodical effects were used as a base for representing time going by: the course of the sun, the phases of the moon, the different seasons, etc. Pretty soon, mankind created various systems to represent and count time passing by, using various physical properties such as gravity and mechanical oscillators. However, since the 1950s, we have been able to represent time using electronic systems, based on electrical properties of various materials. This project aims to provide an overall understanding of how these systems work. In particular, it will put the emphasis on how electrical oscillator generate square signals at a fixed frequency. In addition, the integration of those oscillators within full systems will be detailed through various experiments, highlighting actual uses of this theory. Throughout the study of a credit-card-sized single-board-computer, the Cubieboard2, this project also aims to show how electronic components interact with digital time-related parts that compose a full computer. Thus, some aspects of the interaction of time with computing systems will be explained, along with experiments regarding multi-thread computing and its implications. The basis for communication between two integrated circuits will also be detailed. Finally, an overview of these different concepts and their applications will be drawn, with considerations about what to expect regarding time-based computing for the near future.
+As human beings, we experience time at every instant. For a very long time, we have been trying to understand time better and have come up with various representations of it in order to organize our societies. At first, natural periodical effects were used as a base for representing time going by: the course of the sun, the phases of the moon, the different seasons, etc. Pretty soon, mankind created various systems to represent and count time passing by, using various physical properties such as gravity and mechanical oscillators. However, since the 1950s, we have been able to represent time using electronic systems, based on electrical properties of various materials. This project aims to provide an overall understanding of how these systems work. In particular, it will put the emphasis on how electrical oscillator generate square signals at a fixed frequency. In addition, the integration of those oscillators within full systems will be detailed through various experiments, highlighting actual uses of this theory. Throughout the study of a credit-card-sized single-board-computer, the Cubieboard2, this project also aims to show how electronic components interact with digital time-related parts that compose a full computer. Thus, some aspects of the interaction of time with computing systems will be explained, along with experiments regarding multi-thread computing and its implications. The basis for communication between two integrated circuits will also be detailed. Finally, an overview of these different concepts and their applications will be drawn, with considerations about what to expect regarding time-based computing for the near future.\\
 
-\subsubsection*{Keywords: Time, electronics, digital, logic, computing, synchronization, multi-threading}
+\textbf{Keywords: Time, electronics, digital, logic, computing, synchronization, multi-threading}
 \end{otherlanguage}
 
 \vfill