Un oscillateur à quartz 25, 50, 100 et 200 Hz

Figure 1 : Schéma électrique de l’oscillateur à quartz capable de fournir des ondes carrées de 25, 50, 100 et 200.

Si vous avez besoin de réaliser un oscillateur capable de fournir des signaux carrés de 25, 50, 100 et 200 Hz, par exemple pour vous en servir comme horloge pour divers instruments de mesure, ce petit montage va vous intéresser.
Il n’utilise qu’un seul quartz de 3 726 800 Hz et deux diviseurs CMOS ordinaires 4060 et 4040, comme le Cours le préconise.
Si l’on relie ce quartz aux broches 10 et 11 du premier circuit intégré 4060 (figure 1), il est possible de prélever sur ses broches de sortie la fréquence produite par le quartz, divisée par le nombre (facteur de division) reporté à droite de chaque broche (figure 2).
Si nous prélevons la fréquence du quartz, par exemple, sur la broche 15, divisant par 1 024, celle-ci sera de :

3 726 800 : 1 024 = 3 639 Hz

Si en revanche nous la prélevons sur la broche 1, divisant par 4 096, celle-ci sera de :
3 726 800 : 4 096 = 909 Hz

Si nous la prélevons sur la broche 2, divisant par 8 192, la fréquence sera de :
3 726 800 : 8 192 = 454 Hz

Si nous la prélevons sur la broche 3, divisant par 16 384, la fréquence sera de :
3 726 800 : 16 384 = 227 Hz

Pour obtenir des valeurs de fréquence inférieures à 200 Hz, nous avons dû utiliser le second circuit intégré 4040 sur les broches de sortie duquel il est possible de prélever la fréquence appliquée sur sa broche d’entrée 10 divisée par le nombre reporté à droite de chaque broche (figure 3).
En effet, si nous revenons à la figure 1, nous voyons que la fréquence produite par le quartz est prélevée sur la broche 2 de IC1 et, comme nous l’avons dit ci-dessus, elle est de 400 Hz. Si nous appliquons cette fréquence de 400 Hz, ainsi obtenue, sur la broche 10 de IC2, nous pouvons prélever sur les broches 9, 7, 6 et 5 ces diverses fréquences :
(broche 9) 400 : 2 = 200 Hz
(broche 7) 400 : 4 = 100 Hz
(broche 6) 400 : 8 = 50 Hz
(broche 5) 400 : 16 = 25 Hz

Grâce à cet exemple, on voit bien comment il est possible d’obtenir les mêmes fréquences en utilisant différentes broches de sortie du premier circuit intégré IC1 ou du second circuit intégré IC2.
Par exemple, si la fréquence du quartz est prélevée sur la broche 6 de IC1, divisant par 128, nous obtenons :
3 726 800 : 128 = 29 115 Hz

Si cette fréquence de 29 115 Hz est appliquée sur la broche 10 du 4040 (IC2), nous la prélèverons sur les broches de sortie divisée par :
2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1 024, 2 048 ou 4 096.

Ce montage peut être alimenté avec une tension variable de 6 à 18 V (en dessous de 6 V, le quartz n’oscillerait pas). Précisons enfin que le rapport cyclique de l’onde carrée prélevée en sortie est de 50 % et que l’amplitude du niveau logique 1 est égale à la tension d’alimentation : elle pourra donc varier de 6 à 18 V.

Liste des composants
R1 = 2,7 KΩ 1/4 W
R2 = 10 MΩ 1/4 W
C1 = 47 μF 25 V électr.
C2 = 100 nF polyester
C3 = 82 pF céramique disque
C4 = 82 pF céramique disque
C5 = 100 nF polyester
IC1 = 4060
IC2 = 4040
XTAL = Quartz 3 726 800 Hz


Figure 2 : Brochage du circuit intégré 4060 vu de dessus et repère-détrompeur en U tourné vers la gauche. Si l’on relie le quartz XTAL de 3 726 800 Hz à ses broches 10 et 11, il est possible de prélever sur les broches de sortie la fréquence produite par le quartz, divisée par le nombre reporté à droite de chaque broche de sortie du circuit intégré.

Figure 3 : Brochage du circuit intégré 4040 vu de dessus et repère-détrompeur en U tourné vers la gauche. Ce circuit intégré est utilisé pour obtenir des valeurs de fréquence inférieures à 200 Hz : en effet, sur ses broches de sortie, il est possible de prélever la fréquence appliquée sur sa broche d’entrée 10 divisée par le nombre reporté à la droite de chaque broche de sortie.

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