Generateur Ultrasons

Pages: 7 (1177 mots) Publié le: 27 avril 2015
Générateur d’ultrasons de fréquence 40 kHz
avec deux modes d’émission
en continu
en salves
1- Présentation du projet
Il s’agit d’un générateur d’ultrasons de fréquence nominale 40 kHz.
Un interrupteur permet de choisir entre deux modes d’émission :
Emission en continu
Emission par salves (de durée 0,7 ms avec une période de répétition de 17 ms)

2- Schéma électrique
Le fabricant de l’émetteurd’ultrasons (Murata) fournit un schéma de générateur de salves :

IUT de Nancy-Brabois

Fabrice Sincère

http://perso.orange.fr/fabrice.sincere Page 1/7

Je propose une adaptation de ce schéma :
sans quartz (car la valeur 40 kHz est difficile à trouver dans le commerce)
avec un seul type de porte (4011B, quadruple porte NAND en technologie CMOS)
avec de plus, la possibilité d’émettre en continu(sélection par interrupteur)
Multivibrateur astable
(générateur d'impulsions)

Oscillateur
40 kHz
+12 V

CV
RST
THR
TRG

R3
47 k

7

R5
470

0

P1
4,7 k

8
C1
4,7 n

C2
4,7 n

0

+12 V

0

U2A

14

0

(D)

10
9

R4
1M

+12 V

HEF4011B

8

6

2 : émission en salves

5
4
6
2

1

VCC

4

7

DSCHG

GND

OUT

HEF4011B

5

U2C

14

(C)

NE555
3

1 : émission en continu

U1

(A)

+12 V
U2B

14

R1
1k

+12 VInterrupteur 2 positions

7

+12 V
R2
1M

HEF4011B

1

3

(B)

7

2

0
+12 V

14

HEF4011B

14

U3B

HEF4011B

+12 V
U2D
HEF4011B

8

5
10

4

Emetteur d'ultrasons 40 kHz

9

14

+12 V
U3C

12
6

MA40B8S (Murata)

11

7

7

7

13

(E)

C3

0

0

(F)
+12 V

10n

14

U3A
HEF4011B

12

14

0
+12 V

1

11

3

13

2
7

U3D
7

HEF4011B

0

0

3- Le montage
L’émetteur d’ultrasons Murata MA40B8S
L’émetteurest alimenté par une tension alternative de fréquence nominale 40 kHz (maximum
20 volts crête à crête).
Attention, la tension d’alimentation ne doit pas comporter de composante continue (autrement,
on ajoutera un condensateur en série).
La directivité de l’émetteur est de 50 degrés.
Le multivibrateur astable à NE555
Le circuit intégré NE555 est utilisé en multivibrateur astable.
En sortie (A), onobtient un signal logique (0 V / 12 V, compatible CMOS) dont la fréquence
dépend des résistances R2 et R3 et de la capacité du condensateur C1 :

IUT de Nancy-Brabois

Fabrice Sincère

http://perso.orange.fr/fabrice.sincere Page 2/7

f≈

1,44
1,44
=
≈ 59,8 Hz
6
(R 2 + 2R 3 )C (10 + 2 × 47000)22 × 10 −9

T ≈ 16,7 ms

Le rapport cyclique est donné par :

α=

R + R3
TH
10 6 + 47000
= 2
= 6
= 95,7 %
TR 2 + 2R 3 10 + 2 × 47000

Le rapport cyclique est toujours supérieur à 50 %.
On choisit R2 >> R3 pour avoir un rapport cyclique proche de 100 %.
Les deux entrées de la porte NAND 4011B (U2A) sont reliées.
On obtient ainsi une porte inverseuse ( s = e ⋅ e = e ).
En sortie (B), on a donc un signal logique de période 16,7 ms et de rapport cyclique :
(100 – 95,7) = 4,3 %
Cela correspond à uneimpulsion de niveau haut de durée 0,7 ms :

L’oscillateur de fréquence 40 kHz
L’oscillateur est construit autour de deux portes NAND 4011B.
On suppose pour l’instant, que l’interrupteur est en position « émission en continu ».
La broche 5 (C) est donc au niveau haut, et la porte U2B se comporte comme une porte
inverseuse ( s = e ⋅1 = e ).
La porte U2C est également câblée en porte inverseuse ( s = e ⋅ e= e ).
En sortie (D), on obtient un signal logique de rapport cyclique 50 % et de fréquence :

IUT de Nancy-Brabois

Fabrice Sincère

http://perso.orange.fr/fabrice.sincere Page 3/7

f≈

1
2,2(R 5 + kP1 )C 2

Le potentiomètre P1 règle la fréquence d’oscillation, dans la plage :

1
1
=
≈ 20 kHz
2,2(R 5 + P1 )C 2 2,2(470 + 4700)4,7 × 10 −9
1
1

=
≈ 200 kHz
2,2(R 5 + 0)C 2 2,2(470)4,7 × 10 −9

fmin ≈
f max

Le potentiomètre P1 est réglé, une fois pour toutes, pour une fréquence de 40,0 kHz (avec une
tolérance d’environ 0,5 kHz) :

Emission en salves
L’interrupteur est en position « émission en salves ».
La broche 5 (C) est reliée à la sortie de la porte U2A (B).
Le signal de la broche est donc une impulsion périodique :

o Au niveau haut pendant 0,7 ms
o Au niveau bas pendant 16,7 –...
Lire le document complet

Veuillez vous inscrire pour avoir accès au document.

Vous pouvez également trouver ces documents utiles

  • Le générateur
  • ultrasons
  • Ultrasons
  • ULTRASONS
  • Ultrason
  • Ultrason
  • Ultrasons
  • ultrasons

Devenez membre d'Etudier

Inscrivez-vous
c'est gratuit !