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Niveau école ingénieur
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Ve = f(Vs) en électronique

Posté par
Cacatoes
03-11-11 à 14:18

Bonjour,

Sur le schéma suivant :

Ve = f(Vs) en électronique

j'aimerais exprimer Ve=f(Vs), mais je ne sais jamais comment traiter cette question...

Merci pour votre aide

PS : On donne Ve = Vsin(2ft) avec f = 10kHz et V=2V

Posté par
prbebo
Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 15:11

Bonjour cacatoes,

curieux car d'habitude c'est plutot vs(t) en fonction de ve(t) qu'on cherche, mais bon... Je te donne un truc : enleve d'abord la diode et exprime la tension vs en fonction de ve, sachant que ve est une tension sinusoidale (pas trop dur ?). Ensuite si tu remets la diode, celle-ci va supprimer les parties negatives de la sinusoide qui represente vs. Tu pourras alors exprimer et tracer l'une en  fonction de l'autre.

Prbebo.

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 15:40

On enlève la diode : on fait donc un truc du genre diviseur de tension avec les impédances ?

C'est à dire Vs = Zc / (Zc + R) Ve

soit Vs = 1 / (1+jRCw) Ve avec Zc = 1/jwc

Et donc Ve = Vs*(1+jRCw).

Puis pour prendre en compte la diode et "enlever la partie négative", on fait comment ?

Posté par
prbebo
Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 15:54

Bonjour phypsy,

il y a une erreur dans la premiere partie de ta reponse : c'est Vs = Ve.R/(R + Zc) pour le diviseur de tension, ce qui donne Vs = Ve.jRC/(1 + jRC). Par un calcul classique, on en tire l'amplitude et le dephasage de Vs(t) et on ecrit Vs(t) = V0s.cos(t + ).
Mais ce n'est pas ca qui m'inquiete : la fonction Ve(t) est continue a derivee c ontinue, mais avec la diode Vs(t), si elle est continue, a une derivee discontinue au passage en zero. Aussi ecrire Vs en fonction de Ve me semble impossible, mais bien sur je peux me tromper.
Je vous laisse car finalement cet exo ne me passionne pas trop, mais bien sur je suis attentif a vos posts.  B.B.

Posté par
J-P
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 15:58

Il faudrait connaître la valeur de R pour répondre correctement.

Si RC > > 10^-4 s, donc R > > 1000 ohms, alors :

Sur une alternance négative de Ve, le condensateur se charge à la tension crète de Ve (à la tension de déchet près de la diode) à travers D2.
Le condensateur est alors chargé à 2 Volts (+ à droite et - à gauche sur le dessin.)

Comme R est grand, C ne se décharge presque pas jusque l'alternance négative suivante de Ve qui remet dans C le peu de charge perdue sur l'alternance + de Ve.

Autrement dit, C se charge à tension constante de 2 V et y reste.

On a dans ces conditions Vs(t) = 2 + 2.sin(20000.Pi.t)
---
Si on n'a pas R > > 1000 ohms, alors il y a décharge partielle notable du C pendant l'alternance + de Ve et c'est un peu plus compliqué.
-----

Mais l'approche de tout calculer sans la présence de la diode et puis garder le même Ve en rabotant ses parties négatives n'est, à mon sens, pas acceptable.
Beaucoup trop éloignée de la réalité dans la majorité des cas.
-----

Sauf distraction.  

Posté par
prbebo
Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 16:03

il faudrait aussi tenir compte de la resistance de la diode lorsqu'elle est passante... si elle est faible, on pourra negliger R en parallele devant celle-ci... et la patte droite du condensateur va etre quasiment a la masse... brrr, quel exo bizarre.
Je  dispose d'un petit logicel de simulation de circuits electriques, je vais voir ce qu'il me propose comme solution.  B.B.

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 16:59

J'avoue ne pas tout avoir compris de la réponse de J-P.

Cependant, (si je peux me permettre), comme je suis débutant en électronique, et que ce circuit faisait parti d'un de mes TP, vous chercher peut-être trop compliqué ? Je pense que les profs n'auraient pas cherchés si loin.

Je dis ça, mais...je dis rien.

Et je vous remercie pour votre aide.

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 17:04

Et si on fait R = infini, ça aide ?

Posté par
J-P
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 17:10

Oui prebo, il y a aussi la résistance de la diode ...

Cependant, si on a vraiment R très grand, le complément de charge de C à chaque alternance - de Ve est très petit et la résistance de la diode ne joue pas un grand rôle... Et la première alternance négative de Ve passée, la diode est presque bloquée ad vitam eternam. Elle conduit juste alors pendant des temps très très courts à la recharge de C à la tension crète de Ve.

Mais avec des tensions d'entrées aussi faibles que celles proposées, la tension de chute directe de la diode devrait se faire sentir.

Si la diode n'est pas parfaite, il y aura une petite perte due à la tension de déchet de la diode
-----
C'est un montage assez classique qui sert à remonter un signal périodique entièrement dans le positif mais sans en modifier la forme.

On peut évidemment pareillement pousser le signal entèrement dans le négatif en inversant la diode.

Il existe des montages plus performants pour arriver au résultat, ils utilisent alors les AOP qui permettent de s'affranchir de la tension de déchet de la diode.

Posté par
J-P
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 17:30

Citation :
Et si on fait R = infini, ça aide ?


On a alors pratiquement Vs(t) = 2 + 2.sin(20000.Pi.t) avec Ve = 2.sin(20000.Pi.t)

Dans ce cas, même la tension dite de seuil de la diode n'a guère d'influence (car contrairement à ce que beaucoup pensent, la tension directe sur une diode silicium tend vers 0 si le courant tend vers 0)
On peut s'en rendre compte sur la figure 3 sur ce lien
On y voit que : VD = 0,27 V pour ID = 1µA (et donc bien loin des 0,6 V habituellement considéré).
Et avec ID encore plus petit, VD --> 0
Or avec R = infini, on fini par avoir ID = 0 après quelques alternances de Ve.

Ne pas déduire de ce que je viens d'écrire, qu'il est idiot de considérer V seuil proche de 0,6 V, cela reste "vrai" pour des courants non très proches de 0 ...

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 18:07

Donc Ve = Vs - 2 ?

Par contre, j'ai pas compris d'où vient le 2.sin(20000t).

Posté par
J-P
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 19:04

Citation :
Par contre, j'ai pas compris d'où vient le 2.sin(20000.Pi.t).


L'énoncé donne : Ve = V * sin(2*Pi.f.t) avec f = 10kHz et V=2V

--> Ve = 2 * sin(2 * pi * 10000 * t)

Ve = 2 * sin(20000 * pi * t)

Posté par
prbebo
Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 19:10

Voici ci-dessous l'oscillogramme (fig. 1)que j'obtiens en le montage propose, en prenant une diode reelle (1N4148), et R = 1000 Ohms. En faisnat R infini et en augmentant un peu l'amplitude V de la tension ve, la tension v(t) varie de 0 a 2V, selon la fig. 2, confirmant ainsi l;a relation vs(t) = V + ve(t) = V(1 + sint). La phrase cle de l'explication de JP est "la diode est presque bloquée ad vitam eternam". Le condensateur est alors equivalent a une source de tension V constante, avec le pole + a droite et - a gauche, cad qui s'additionne avec ve(t) pour l'alternance positive et s'en retranche pour l'alternance negative. Je reconnais que ma solution "enlever la diode et regarder ce qui se passe quand on la remet" etait un peu rapide... Bravo donc a JP.

Prbebo.

Ve = f(Vs) en électronique

Ve = f(Vs) en électronique

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 20:30

Merci beaucoup à vous deux, je synthétiserai ça ce WE pour mettre les choses au clair

Posté par
phypsy
re : Ve = f(Vs) en électronique 03-11-11 à 20:30

mettre les choses au clair...dans ma tête, bien sûr.



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