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Incompréhension d'un circuit

Posté par
EvDavid
05-11-18 à 11:10

Bonjour,

Le circuit est composé du générateur de courant sinusoidal en parallèle avec le circuit RLC parallèle, de la capacité C1 choisie très grande devant les autres capacités du circuit, d'une diode à jonction PN caractérisée par une capacité dynamique Cd, d'une résistance R' qui joue seulement le rôle d'un limiteur de courant, et d'un générateur de tension continue. J'ai joint le schéma du circuit. On utilise ce circuit pour sélectionner une station radioe voulue.

En fait, le générateur de courant sinusoidal est juste une représentation d'un circuit oscillant qu'on n'étudie pas ici. Et on tente de régler la fréquence de la sinusoide de sorte qu'elle soit égale à celle de la porteuse de la station radio.

Je sais que le circuit RLC parallèle dit <<circuit bouchon>> permet de réduire à zéro certaines fréquences indésirables, et qu'on utilisera la capacité de la diode à jonction PN en variant la tension U pour se positionner dans la fréquence voulue. Sauf que je ne comprends pas comment. Je pense que la résistance R' complique le fonctionnement : le générateur de tension continue U, génére aussi un courant continu I, celui-ci ne peut pas passer par la diode vu comment elle est positionnée ( de sorte à bloquer le courant ), ni par le condensateur qui ne permet pas aux courants continus de passer (assimilable à un interrupteur ouvert en basses fréquences), donc on a la branche composée du générateur de courant et de la résistance R' en parallèle avec la branche de la diode, et ainsi, la tension aux bornes de la diode est U-R'.I qui doit rester positive pour avoir la diode bloquée et qu'elle se comporte comme une capacité dynamique. Ce qui n'est pas forcément le cas si on change U, I va aussi changer... Je ne comprends pas le rôle de la résistance R' vu que le courant ne passera pas de toute façon.

J'espère que vous pourrez m'aider à comprendre ce circuit simpliste qui tente de modéliser les récepteurs radios dont on dispose.

Merci d'avance,

Incompréhension d'un circuit

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 05-11-18 à 12:02

Bonjour
OK pour le rôle de filtre de courant joué par le circuit bouchon. Pour la suite, si tu précisais la fonction du circuit et la tension (ou l'intensité) "utile", cela aiderait à la compréhension.

Posté par
EvDavid
re : Incompréhension d'un circuit 05-11-18 à 21:02

Bonsoir,

Je pense que le rôle du circuit est de permettre à l'utilisateur de varier U pour choisir la station radio voulue. Cela est permis grâce à la diode, qui en mode bloquée, se comporte comme une capacité qui dépend de U. Et cette capacité influencera sur la fréquence de résonance du circuit bouchon.

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 05-11-18 à 21:08

Selon ton schéma, U est la tension aux bornes d'un générateur idéal de tension donc U est une constante.
S'il s'agit bien de modéliser un récepteur de radio fonctionnant en modulation d'amplitude, il faut placer, derrière le circuit d'accord (filtre passe-bande avec Q très grand) un détecteur de crête puis un filtre passe -haut. Les études abondent sur le net ; il suffit de taper dans un moteur de recherche : "modulation et démodulation d'amplitude".

Posté par
EvDavid
re : Incompréhension d'un circuit 06-11-18 à 17:13

Bonsoir,

Je ne pense pas que le but de l'exercice est d'étudier la démodulation, mais de modéliser simplement le fait suivant : devant une radio, on a un bouton qui tourne, et en le tournant on varie la fréquence de résonance du circuit ci-dessus. Et je pense que cette tension U constante est variable par l'utilisateur mais reste constante après ( pas comme un signal dépendant de t qui variera indépendamment de l'utilisateur ) , et U intervient dans la capacité du circuit et ainsi dans la fréquence de résonance.

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 06-11-18 à 19:11

Tourner le bouton fait varier la capacité, donc fait varier la fréquence propre du circuit bouchon qui finalement ce comporte comme un circuit passe bande très sélectif. Pour le reste, on tombe sur la problématique évoquée dans mon message précédent.
Voici une simulation où  j'ai placé en sortie une résistance R2 de façon à obtenir une tension de sortie proportionnelle à l'intensité du courant de sortie.
Le circuit bouchon est en réalité un condensateur en parallèle avec une bobine de résistance interne R1 faible mais non nulle.

Incompréhension d'un circuit

Incompréhension d'un circuit

Posté par
EvDavid
re : Incompréhension d'un circuit 08-11-18 à 21:59

Bonsoir,

Je vous remercie pour votre explication et les graphes envoyés. Je pense capter l'esprit du problème.
Une dernière question: le 0° exprime quelle grandeur physique s'il vous plait ? ( Je sais que le ° c'est le degré Celsius mais je ne vois pas de relation entre la température et le générateur de courant ).

Merci d'avance,

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 09-11-18 à 11:05

La deuxième courbe représente les variations en fonction de la fréquence du déphasage entre les intensités du courant de sortie et du courant d'entrée. Il s'agit donc d'un angle qui peut se mesurer en radian ou en degré. On remarque qu'à la fréquence propre du filtre, =0° : les deux intensités de courants sont en phase.
Rien à voir avec la température !
Si les fréquences des porteuses des différentes stations radio sont assez éloignées les unes des autres, on règle C de façon que la fréquence propre du filtre soit égale à la fréquence de la porteuse de la station que l'on veut écouter et alors, les fréquences des porteuses des autres stations sont hors de la bande passante du filtre.

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 09-11-18 à 16:10

Quelques précisions sur le circuit de démodulation d'un signal modulé en amplitude. Je vais simplifier au maximum mais, cependant, la situation est un peu plus compliquée que celle que tu as imaginée avec simplement une résistance, une diode et un condensateur. J'ai d'abord "fabriqué" une tension modulée en amplitude. Pour cela il faut un générateur de tension sinusoïdale de fréquence égale à celle de la porteuse V2. J'ai choisi 30kHz mais en général, la fréquence est nettement plus élevée : quelques centaines de kHz. Un deuxième générateur V1 produit une tension sinusoïdale de fréquence 1kHz (simulant le signal à transmettre) auquel on ajoute une composante continue. On obtient le signal modulé Vam en multipliant ces deux tensions. Le circuit intégré multiplieur fournit en sortie :
Vam=V1*V2*0,1 : cette tension correspond à la courbe rouge ci-dessous.
L'ensemble {D1,R1,C1} constitue le détecteur de crête. On obtient la tension Vde correspondant à la courbe verte.
L'ensemble {C2,R2} constitue un filtre passe haut du premier ordre qui élimine la composante continue de Vde. On obtient une tension sinusoïdale Vs proportionnelle à la composante sinusoïdale de V1.
Cette tension V1 est alors appliquée à l'entrée d'un amplificateur de puissance dont la sortie est reliée à un haut-parleur.
Remarque 1 : le détecteur de crête ne produit pas sur la simulation une courbe très "lisse". Le problème disparaît lorsque la fréquence de la porteuse est nettement plus élevée.
Remarque 2 : il s'agit bien sûr d'un schéma de principe très simplifié par rapport à la réalité.
Remarque 3 : La modulation d'amplitude est encore utilisés en "ondes courtes" pour les communication longue distance. On utilise surtout actuellement la modulation de fréquence.

Incompréhension d'un circuit

Incompréhension d'un circuit

Posté par
EvDavid
re : Incompréhension d'un circuit 09-11-18 à 16:34

Bonjour,

Je vous remercie pour la simulation avec ce circuit. Et c'est la tension Vs qui a été représentée en bleu n'est ce pas ?
Vous pourrez me conseiller des ouvrages d'électronique ou autre domaine de la physique et qui s'intéressent à ce genre d'explications ? Je veux dire, de quoi est constituée telle ou telle machine, comment elle fonctionne... Il y'a beaucoup de problèmes de prépa qui touchent ces dispositifs. Par exemple après avoir étudié l'induction il y'a le haut parleur, les moteurs ... Pour les machines dithermes aussi on comprend le réfrigérateur... Mais j'ai toujours l'impression de juste appliquer le cours à un modèle donné, sans vraiment avoir une vue d'ensemble... et c'est un peu dommage. Je n'ai pas de problème qu'il y'a des livres qui mêlent toute la physique c'est ce que je recherche en fait. Travailler chapitre par chapitre est trop limitant.

Merci d'avance

Posté par
vanoise
re : Incompréhension d'un circuit 09-11-18 à 16:54

La courbe en bleu correspond effectivement à Vs.
Les livres de prépas de la collection Tec & Doc (auteurs :  Grécias...) présentent les démonstrations de cours et de nombreux problèmes de synthèse intéressants. Pour la thermo industrielle, préférer les livres destinés à la filière PT, pour les autres domaines de la physique et de la chimie, préférer ceux de la filière PC.

Posté par
EvDavid
re : Incompréhension d'un circuit 09-11-18 à 17:02

Merci de m'avoir conseillé ces livres.
Merci encore pour les simulations et les circuits en détails.

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