circuit générant une certaine fréquence

[zaskzask]

Bonjour =),

Voici le circuit pour generer une certaine frequence.



Je ne comprends pas tres bien pourquoi il y a un inverteur apres le branchement A dans ce circuit electronique.
L'inverteur ne devrait pas plutot etre avant le branchement?
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[Antoane]

Bonjour,

c'est une erreur, il faut que les deux transistor reçoivent des signaux de commande ayant la même phase.

Note que ce schéma :
- est celui d'un amplificateur plus que d'un générateur, à moins que tu ne parles de générateur de champ (électro-) magnétique ;
- n'est bien fonctionnel qu'en principe, il faudrait un bon driver (puissant, gérant le léger retard entre les commandes nécessaire et capable d'appliquer les bonnes tensions de commande (Vgs) à chaque transistor -- en général environ 0/5V) pour commander les mosfets pour assurer un fonctionnement optimal.

[zaskzask]

Merci,
Mais donc les deux transistors servent juste à inverser le signal?
On inverse le signal, puis on l'inverse à nouveau? Je comprends pas trop le principe. Pourquoi ne pas envoyer le signal directement?

[Patrick_91]

Bonjour,

Les transistors fournissent la puissance nécessaire pour attaquer la charge (ce que le signal d'entrée ne pourrait faire).
Il y a un trans canal N et un canal P et le schéma théorique (faudrait le détail) ne permet pas vraiment de dire que l'ampli est utilisé en inverseur ..
Il doit surtout conditionner le signal d'entrée (ofset) afin de pouvoir faire commuter le trans du haut.
Mais vu le manque d'info on peut se tromper ..

A plus

[A voir en vidéo sur Futura]

[mizambal]

hello. Sur votre montage la bobine peut pas se décharger . Il faut pas plutôt utiliser du -12V sur transistor du bas

[DAUDET78]

hello. Sur votre montage la bobine peut pas se décharger . Il faut pas plutôt utiliser du -12V sur transistor du bas

Non, C'est le condensateur, qui prend la valeur moyenne, qui permet d'inverser le courant dans la bobine. Montage classique.

[mizambal]

hello. Oui merci j'avais pas compris, le condo crée une tension potentiel permettant au courant de circuler dans le sens inverse, c'est sacrement malin ce truc !

[Antoane]

Bonjour,

suivant la fréquence d'excitation, tu peux effectivement le voir ainsi (la tension aux bornes du condensateur est constante) ou comme un circuit résonnant (toutes les tensions sont plus ou moins sinusoïdales).
A en croire les courbes tracées sur le schéma, on est ici dans le second cas.
Dans le premier cas, on préfère généralement utiliser deux condensateurs créant un pont diviseur capacitif (les condensateurs sont en série entre le Vcc et la masse, le point commun des condensateur est à ~Vcc/2) cela évite l’asymétrie du montage, préjudiciable en particulier lors de la mise sous tension.
Ce schéma est celui d'un convertisseur résonant série, c'est le convertisseur résonant de base, auquel on essaye souvent (plus ou moins) de se ramener lorsqu'on étudie un circuit plus complexe.

[mizambal]

Hello. Je ne l'avais pas vu sous cet aspect et c'est plus simple pour moi aussi de l'envisager comme cela !! Merci à vous.

[zaskzask]

Comment la tension au niveau de l'inducteur peut atteindre 300V alors qu'on avais 12 volts avant?

[Antoane]

Bonjour,

par résonance.
A la résonance, l'impédance du RLC vaut R (les impédances complexes de C et L sont opposée), le courant vaut alors E/R (E=12 V).
L'impédance de la bobine, quant à elle, vaut L*w, donc la tension à ses bornes vaut L*w*I = L*w*E/R, avec w=2*pi*f.
Si L*w/R>> 1, ont a une forte surtension aux bornes de la bobine.
Cette surtension se retrouve aussi au niveau du condensateur, ce qui peut être très stressant pour lui aussi.

[zaskzask]

Non, C'est le condensateur, qui prend la valeur moyenne, qui permet d'inverser le courant dans la bobine. Montage classique.

Je comprends pas trop le concepte que vous decrivez ici. Pourriez vous expliquer avec quelques details supplementaires?

[Antoane]

La valeur moyenne de Vs est égale à :
la tension moyennes aux bornes de la résistance
plus la tension moyennes aux bornes du condensateur
plus la tension moyennes aux bornes de la bobine.

Or, la valeur moyenne de la tension aux bornes de la bobine est nulle, sans quoi le courant divergerait (u = L * di/dt).
Par ailleurs, la valeur moyenne du courant est nulle, sans quoi la tension aux bornes du condensateur divergerait (i = C * dUc/dt), donc la tension moyennes aux bornes de la résistance est nulle.
Donc la tension moyenne aux bornes du condensateur est égale à la valeur moyenne de Vs.

[mizambal]

hello.
Les surtensions Vc et Vl c'est souvent étudié en classe dans le cadre du régime d'oscillation forcée : c'est à dire quand RLC est alimenté par un signal purement sinusoïdale de fréquence Fr.
https://www.google.fr/search?num=30&...k1.f-Q8zMcPXfk
Ce n'est pas le cas ici car le signal est "carré" ceci dit on sait qu'un carré se décompose (Cf série de Fourrier) en une somme de sinus.
ça signifie que ce circuit utilise le même principe que ce fameux régime forcé étudié en cours, mais ici en n'exploitant que la sinus de la composante fondamentale du carré ? (accédant ainsi à la mm possibilité de créer des surtensions?)

[Antoane]

Bonsoir,

Pour bien faire les choses, il faudrait prendre ma transformée de Fourier du carré puis calculer le courant circulant dans la charge pour chaque harmonique, puis sommer ces courants pour obtenir le courant total. Néanmois, c'est une hypothèse classique que de dire que le RLC a un coeff de qualité suffisamment grand et est excitté suffisament proche de sa fréquence de résonance pour seul le fondamental compte. On peut alors étudier l'ensemble du circuit en sinus.

[mizambal]

Ok merci bien pour cette confirmation
le coefficient théorique du sinus fondamental (2/PI) issu d'un carré asymétrique est donné à la page 2 ici : www.cpge.eu/documents/presentations/exemples-serie-de-fourier.pdf
faudra donc prendre pour tension de sinus : 24V * (2/PI) = 15.287 V
Je viens de vérifier cette hypothèse en simulation LTSPICE avec un schéma simplifié supprimant les transistors et en appliquant ce sinus de 15.287 V à la place du carré de 24V, le résultat des mesures montre bien que les surtensions des deux montages sont identiques hourra !
Si vous voulez vous amuser avec (en supprimant l'extension .txt il s'ouvrira avec LTSPICE) : Convertisseur à resonnancel (comparaison des regimes forcés en pur sinus et en carré) v4 .asc.txt
Bonne fin de soirée et mille merci pour toutes ces bonnes explications ^^

[zaskzask]

Ah,

Moi je pensait que si on mettait une tension haute, par exemple 5V au lieu d'une tension carré (à l'entrée), le circuit LC générait automatiquement la sinusoïde de . Mais en fait il faut que je génére moi même la tension carrée ?

[Antoane]

Bonjour,

Il faut appliquer une tension de c ommande carrée en entrée du montage, sans quoi tu n'auras pas d'oscillations.

Exemple en PJ :
en bleu la tension appliquée au RLC, en vert le courant y circulant. Lors de la mise sous tension, un échelon est appliquée au RLC, ce qui le fait résonner à sa fréquence propre. Cependant, la résistance amortie le circuit et l'amplitude des oscillations décroit. Il faudrait renvoyer un pulse au bon moment (vers 22µs) pour redonner de l'énergie au système et entretenir les oscillations.

[zaskzask]

Non, C'est le condensateur, qui prend la valeur moyenne, qui permet d'inverser le courant dans la bobine. Montage classique.

hello. Oui merci j'avais pas compris, le condo crée une tension potentiel permettant au courant de circuler dans le sens inverse, c'est sacrement malin ce truc !

J'avoue que je ne comprends pas comment fonctionne le système, pourquoi la capacité prend la valeur moyenne, comment le condensateur créer une tension permettant au courant de circuler en sens inverse,... bref je comprends pas comment ça fonctionne (à pars que après l'étage avec les deux MOSFET on a un signal carré de 12V qui peut fournir plus de courant et plus rapidement que le signal carré d'avant qui est probablement la sortie d'un PIC a 5V)->si quelqu'un peut tenter d'expliquer en détail .

Sinon, pour plus de clarification, je me base sur ce pdf de microchip pour tenter de générer un signal comme ça

SignalBasseFrequence.PNG

A ce que j'ai compris on peut le faire avec ça :

GenererBasseFreq.PNG

mais moi j'obtiens plus un truc comme ça (désolé pour le dessin):

SignalReel.PNG

[Antoane]

Bonjour,

comme indiqué plus haut, ce circuit est un schéma de principe qui fonctionne mal, il te faut un vrai demi-pont, incorporant des driver de mosfet solides et introduisant des retard entre les commandes pour ne pas transitoirement court-circuiter l'alimentation à chaque commutation.
Cependant, cela n'explique pas la différence entre ce que tu observes et ce que tu voudrais avoir.
Cela vient du fait que tu n'excites pas ton RLC à la bonne fréquence : la fréquence du pseudo-sinus n'est pas fixée par définie par la fréquence du carré incident mais par les caractéristiques du RLC (f~1/(2*pi*sqrt(LC)). Il faut donc envoyer au pont de découpage un carré de fréquence proche de la fréquence propre du RLC.

Tu sembles partir de très loin pour réaliser ce montage ; je ne peu pas faire le cours complet qu'il faudrait pour t'amener à la connaissance de l'état de l'art nécessaire mais t'invite à chercher sur internet ou en bibliothèque à te former sur la question. Par exemple, les notes d'application des fabricants de composants sont souvent correctes et a priori plutôt bien écrites. Attention aux sites de "vulgarisation électronique" qui peuvent rapidement être truffés d’approximations, voire d'erreurs.

[mizambal]

hello. Si ça peut aider cette simu propose une version "manuel" de ton systeme" : http://www.falstad.com/circuit/

[zaskzask]

Bonjour,

comme indiqué plus haut, ce circuit est un schéma de principe qui fonctionne mal, il te faut un vrai demi-pont, incorporant des driver de mosfet solides et introduisant des retard entre les commandes pour ne pas transitoirement court-circuiter l'alimentation à chaque commutation.
Cependant, cela n'explique pas la différence entre ce que tu observes et ce que tu voudrais avoir.
Cela vient du fait que tu n'excites pas ton RLC à la bonne fréquence : la fréquence du pseudo-sinus n'est pas fixée par définie par la fréquence du carré incident mais par les caractéristiques du RLC (f~1/(2*pi*sqrt(LC)). Il faut donc envoyer au pont de découpage un carré de fréquence proche de la fréquence propre du RLC.

Tu sembles partir de très loin pour réaliser ce montage ; je ne peu pas faire le cours complet qu'il faudrait pour t'amener à la connaissance de l'état de l'art nécessaire mais t'invite à chercher sur internet ou en bibliothèque à te former sur la question. Par exemple, les notes d'application des fabricants de composants sont souvent correctes et a priori plutôt bien écrites. Attention aux sites de "vulgarisation électronique" qui peuvent rapidement être truffés d’approximations, voire d'erreurs.

En fait maintenant j'arrive à générer ce signal bien que la tension est plus basse (environ 80V pic a pic). J'ai juste mis un circuit LC à côté qui a la même fréquence de résonnance (125kHz) mais détècte aucun signal dans ce dernier circuit. Et-ce normal? Selon moi il devrait résonner puisque de l'autre côté je génère une fréquence de 125kHz aussi.

[Antoane]

Bonjour,

En fait maintenant j'arrive à générer ce signal bien que la tension est plus basse (environ 80V pic a pic).

Je te laisse demander à google de te parler de "circuit RLC en régime sinusoïdal forcé"

J'ai juste mis un circuit LC à côté qui a la même fréquence de résonnance (125kHz) mais détècte aucun signal dans ce dernier circuit. Et-ce normal? Selon moi il devrait résonner puisque de l'autre côté je génère une fréquence de 125kHz aussi.

Mesuré à l'oscilloscope ?
Peux-tu mettre un schéma complet et une photo de l'ensemble ?
Quelle valeurs de composants as-tu utilisé ?

[zaskzask]

Avant de poster des shemas, pourriez-vous eclairer un doute?
A ce que j'ai compris, pour qu'un signal electrique soit convertit en one electromagnetique il faut une antenne qui a le meme ordre de grandeur que la longueur d'onde du signal. Puisque j'ai un signal a 125kHz et donc avec une longueur d'onde de 2.4km, est-ce impossible que le signal electrique creer une onde electromagnetique?

[penthode]

si c'est à courte distance , il sera plus efficace d'utiliser une boucle

[Antoane]

Bonjour,

Ici, tu travailles en champ prohe : tu ne génères pas (directement) une onde électro-magnétique, mais un champ magnétique.
Ton problème ne s'étudie pas nécesairement via les équations de Maxwell mais peut être traité à partir du théorème d'Ampère.