monostable

Un circuit monostable est un dispositif ou une configuration électronique qui possède exactement un état stable. Lorsqu'il est déclenché par un signal externe, il passe brièvement à un second état pendant une durée définie, puis revient automatiquement à son état stable. Contrairement à un circuit bistable (qui reste dans l'état dans lequel il a été réglé), ou à un circuit astable (qui oscille continuellement entre les états), un monostable effectue une impulsion ou une transition unique et prévisible chaque fois qu'il reçoit la bonne entrée.

Le composant classique est le multivibrateur monostable, également appelé « one-shot ». Dans son état de repos, il produit une basse tension ou aucune sortie. Une impulsion de déclenchement à son entrée fait passer la sortie à une haute tension pendant une durée déterminée par une constante de temps RC (une résistance et un condensateur associés). Lorsque ce temps s'écoule, la sortie revient à son état bas stable, indépendamment de ce que fait l'entrée. La durée est définie par le concepteur et ne dépend pas de la durée de l'impulsion de déclenchement.

Utilisations courantes et modes de défaillance

Les monostables sont utilisés pour éliminer le rebond des interrupteurs mécaniques, générer des impulsions de synchronisation pour les systèmes de capteurs et créer des signaux de commande modulés en largeur d'impulsion. Dans le contrôle industriel, un monostable peut étirer une brève pression de bouton en un signal propre et contrôlé qu'un API peut détecter de manière fiable. Ils protègent également les circuits contre le rebond de contact : un interrupteur qui entre physiquement en contact plusieurs fois en quelques millisecondes ne déclenchera le monostable qu'une seule fois, délivrant une impulsion unique et propre en aval.

Des problèmes surviennent lorsque la constante de temps RC dérive en raison de la température ou du vieillissement des composants, ou lorsque le signal de déclenchement est trop faible pour dépasser le seuil d'entrée. Le bruit haute fréquence peut également provoquer un faux déclenchement. Le circuit peut être implémenté sous forme de circuit intégré dédié (tel que le timer 555 en mode monostable) ou construit à partir de composants discrets comme des transistors et des pièces passives.

Le terme « monostable » vient des racines grecques signifiant un état stable. Il distingue clairement ce comportement des dispositifs bistables (bascules), qui maintiennent l'un des deux états indéfiniment, et des oscillateurs, qui n'ont aucun état stable. Dans les systèmes numériques modernes, le comportement monostable est souvent reproduit dans le firmware à l'aide de compteurs et de temporisateurs logiciels, mais le « one-shot » matériel reste précieux pour le conditionnement des signaux analogiques et la synchronisation sub-microseconde où la latence logicielle est inacceptable.