Transmission laser

[warrior6386]

J'ai réussi à transmettre le son de mon téléphone en branchant la photo diode sur mon gros ampli chez moi. Le son est vraiment de très mauvaise qualité mais on peut distinguer tout de même quelque chose qui passe.

Je n'arrive pas que le laser reste allumée en permanence, il est branché en série sur le collecteur donc pour que le courant passe, il faut quelque chose à la base, or la base est la sortie de l'aop donc la musique donc si il n'y a pas de musique, il n'y a pas de courant à la base et donc pas qui passe collecteur/émetteur.
Je voudrais savoir comment puis-je améliorer la qualité du son, je ne veut pas de la hi-hi mais seulement que le puissent distinguer le morceau, ça serait bien.

Merci
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[warrior6386]

Je suis un peu perdu dans l'enchaînement des messages.

Pourrais-tu préciser à quoi correspond cette courbe tension/courant ?

À ton montage du schéma 2 (tension d'entrée/courant de sortie ?), ou bien à la caractéristique du module seul ?

C'est la courbe du module seul, en série avec une alimentation variable, un ampèremètre et une résistance (d'après mes souvenirs, je crois que c'est 300 ou 200 ohms)

[PA5CAL]

Cette courbe n'est pas simple à interpréter, car il apparaît que l'échelle des tensions n'est pas linéaire et que la tension d'un point de mesure sur deux n'est pas renseigné.

Toutefois, on peut distinguer plusieurs zones :
- au-dessous d'une faible tension (deuxième point, compris entre 0,689V et 1,923V) on n'a pas de courant ;
- au-dessous de 2,18V, la résistance dynamique (∆V/∆I) est positive ;
- entre 2,18V et 6,96V, la résistance dynamique est négative et augmente avec la tension ;
- entre 6,96V et 9,01V, la valeur de la résistance dynamique est très élevée et on ne peut pas distinguer son signe, qui change ;
- entre 9,01V et 11,01V, la résistance dynamique est positive et sa valeur est élevée.
Il est important de constater que la résistance dynamique change de signe.

La diode laser nécessitant une tension minimale pour émettre et la datasheet réclamant une tension d'alimentation minimale de 3V, on peut supposer que la partie de la courbe située au-dessous 2,18V n'est pas exploitable car ne correspond pas à une situation de fonctionnement du laser.

Si la puissance d'émission du module est effectivement contrôlable, alors on peut déduire de la courbe :
- qu'elle ne peut être contrôlée sur l'ensemble de la plage d'alimentation qu'à l'aide d'une tension et, pour des raisons de stabilité, au travers d'une résistance de faible valeur inférieure à la valeur absolue de la résistance dynamique mesurable juste au-dessus de 2,18V,
- qu'elle ne peut être contrôlée à l'aide d'un courant que sur une zone très restreinte, comprise entre 2,18V et 4,535V.

Il faudrait donc maintenant établir la courbe donnant la relation entre la puissance lumineuse et la tension appliquée au module. (Une estimation de cette puissance peut être obtenue en fixant une photodiode à la sortie du laser, en reliant la photodiode à un (milli- ou micro-)ampèremètre, et en plaçant l'ensemble dans le noir pour protéger la photodiode de la luminosité ambiante.)

Cette courbe renseignera sur la possibilité et le mode de mise en œuvre du module pour réaliser une transmission linéaire du signal.

Dans le cas où ce type de transmission ne serait finalement pas envisageable, il faudra tester la vitesse de fonctionnement en tout-ou-rien afin de réaliser une transmission par modulation de largeur d'impulsion ou bien par modulation de fréquence.

[warrior6386]

Merci de ta réponse,
Voila la courbe tension aux bornes du laser/intensité de la photodiode :

[PA5CAL]

Cette dernière courbe est assez imprécise, mais on peut imaginer qu'au-delà de 3V, on affaire à une partie présentant une réponse à peu près linéaire.

Si l'on excepte l'aspect dynamique qu'on n'a pas encore vérifié, cela suggère qu'on pourrait commander le module en tension, par exemple en fixant la tension de repos à 6V et en s'autorisant une excursion de 3V de part et d'autre de cette valeur.

L'efficacité du système apparaît comme assez limitée, puisque l'amplitude crête-à-crête du signal lumineux ne représente que le dixième de la valeur moyenne (autrement dit, près de 95% de la puissance du laser ne sert à rien), mais ça pourrait marcher. Pour le vérifier, il suffit d'essayer.

[PA5CAL]

Voici le schéma de principe d'un montage qui pourrait convenir pour alimenter le module laser, avec un réglage de la tension de repos U₀ (via P1) et du gain en tension k (via P2).



L'alimentation sur une tension de 12V permet d'éviter de dépasser accidentellement la limite fixée dans la datasheet du module.

[warrior6386]

Merci de ta réponses,

je ne comprend pas tout sur ton schéma, pourquoi as-tu mis deux aop, et si le gain est dirigé par P2 et R2, alors a quoi servent R3 et R4 ?

[PA5CAL]

L'AOP de gauche sert à produire une tension de référence de valeur (U₀) sous faible impédance, et celui de droite sert à amplifier la tension présentée à l'entrée.

R3 limite le courant issu de l'AOP qui traverse la base du transistor (histoire de ne rien griller), et R4 permet de drainer les charges de la base lorsque la conduction du transistor doit chuter (ce que la tension de déchet de la sortie de l'AOP seul empêche de réaliser dans de bonnes conditions).

[C2H5OH]

Voici le schéma de principe d'un montage qui pourrait convenir pour alimenter le module laser, avec un réglage de la tension de repos U₀ (via P1) et du gain en tension k (via P2).

Pièce jointe 360262

L'alimentation sur une tension de 12V permet d'éviter de dépasser accidentellement la limite fixée dans la datasheet du module.

Bonjour,

Par exemple R4 = 1 K et R3 = 3,3K , de cette façon, la sortie de l'AOP travaillera autour de 4 fois 0,6 V , ce qui marchera même avec un AOP qui ne sait pas descendre tout à fait à zéro en sortie.

Je propose quelques petits perfectionnements:

- mettre la masse du micro au zéro volts plutôt que sur la sortie de l'AOP de référence. ( on ne sait jamais où traine le jack micro.)

- à la mise sous tension, pendant que les tensions s'établissent, il faut s'assurer que le transistor n'est pas complètement passant, ce qui donnerait un courant fatal à la diode laser. Voir comment .

Attention aussi , si c'est un micro, le niveau de signal ne sera pas très grand, puisque le gain est lié au réglage de la tension de référence. Il faudrait un petit préampli à un étage devant tout cela.

Qu'en pense PA5CAL ?

[PA5CAL]

Pour des raisons de simplification, le montage est basé sur une masse virtuelle et réclame une alimentation isolée. Dans la configuration actuelle, avec un branchement du jack sur la masse virtuelle, on réduit au minimum la charge/décharge du condensateur lors du branchement du jack et à la mise hors/sous tension du montage, ce qui, accessoirement, limite l'éventualité d'une mise en conduction maximale du transistor de sortie à ces instants.

Si l'on doit remettre en question l'isolation de l'alimentation, soit pour des raisons pratiques (alimentation partagée) soit en prévision d'accidents (possibilité de laisser le câble audio qui se balader sur des conducteurs sous tension ), alors il est préférable de changer la configuration du montage, en ayant préalablement choisi les branchements réalisés et/ou les cas de figure contre lesquels on souhaite se prémunir (un branchement de l'entrée audio au pôle négatif de l'alimentation utilisée ne représente pas nécessairement le meilleur choix).


Concernant la protection du module laser, l'alimentation du montage a été choisie afin d'éviter qu'une tension supérieure au maximum autorisé (12V) puisse être produite accidentellement par le transistor.

[warrior6386]

Merci pour vos réponses et conseils,
L'ampli est bien alimenté en —12V ?

[warrior6386]

Merci pour vos réponses et conseils,
L'ampli est bien alimenté en —12V ?

Désolé pour le message, je voulais dire que l'ampli est bien alimenté en -12 V ? (+12V / -12V)

[DAUDET78]

je voulais dire que l'ampli est bien alimenté en -12 V ? (+12V / -12V)

Non
En 0 et +12V

[warrior6386]

Encore quelques petites questions à propos du circuit:

Le "+" de la prise jack est branché sur l'entrée "-" (inverseur) de l'aop qui amplifie, la masse de la jack est elle branchée sur l'entrée "+" (non inverseur) de l'aop qui amplifie.
C'est pour cela que l'amplification n'est donc pas inversée ?, Le signal garde le même signe en sortie ?

Pourquoi P2 est relié au collecteur du transistor et non a sa base, pour que le laser reste allumé en permanence à la "masse virtuel" U0 ?

Dernière petite chose, après quelques recherche, j ne vois pas pourquoi on relie le "+" de la jack avec la masse de la jack via une résistance R1...

Sinon merci de vos éclaircissement.

Cordialement

[warrior6386]

J'ai essayé le circuit avec les valeurs suivantes :

- C1 = 0.3 micro F
- R1 = 1k
- R2 = 10k
- R3 = 3.3k
- R4 = 1k
- P1 et P2 sont au max a 100k

Cela vous parait correct ? En tout cas cela marche bien, j'ai branché directement la photodiode sur mon gros ampli de ma chambre, le son est certes pas très fort mais il faut juste l'amplifier.

[warrior6386]

il y a quelqu'un ???

[gwgidaz]

Encore quelques petites questions à propos du circuit:

Le "+" de la prise jack est branché sur l'entrée "-" (inverseur) de l'aop qui amplifie, la masse de la jack est elle branchée sur l'entrée "+" (non inverseur) de l'aop qui amplifie.
C'est pour cela que l'amplification n'est donc pas inversée ?, Le signal garde le même signe en sortie ?

Pourquoi P2 est relié au collecteur du transistor et non a sa base, pour que le laser reste allumé en permanence à la "masse virtuel" U0 ?

Dernière petite chose, après quelques recherche, j ne vois pas pourquoi on relie le "+" de la jack avec la masse de la jack via une résistance R1...

Sinon merci de vos éclaircissement.

Cordialement

Bonjour,

- L'étage à transistor inverse le signal. Donc le potentiomètre P2 renvoie sur l'entrée + de l'AOP un signal inversé. Si on avait placé P2 entre la sortie de l'AOP et son entrée +,il n'y aurait pas inversion, donc il y aurait réaction au lieu de contre réaction, donc une oscillation.

Par ailleurs, si le transistor n'était pas dans la boucle de contre réaction, il serait polarisé par n'importe quoi. Le fait d'être dans la boucle de contre réaction permet au transistor de sortir une tension bien définie, celle justement qu'il faut à l'AOP pour que le transistor sorte cette tension.. ..bref, ça se mord la queue, c'est le principe de la contre réaction.)

- Si il n'y avait pas R1, l'entrée de l'AOP serait "en l'air" en continu, ce qu'il ne faut jamais faire, sinon lAOP serait bloqué par son courant de fuite en entrée.

- On pourrait relier la masse du jack au zéro volt, en plaçant une autre résistance (grande) directement aux bornes du jack, ce qui éliminerait le bruit de charge de la capa quand on branche le jack. Personnellement, je répugne à mettre un blindage de micro à un potentiel autre que le zéro volt de la carte.

[warrior6386]

Merci de ta réponse,

Cela m'a beaucoup éclairé. Dernière chose, après de nombreux tests, j'ai remarqué que R4 servait à améliorer la qualité du son, est ce vrai ?

[gwgidaz]

Merci de ta réponse,

Cela m'a beaucoup éclairé. Dernière chose, après de nombreux tests, j'ai remarqué que R4 servait à améliorer la qualité du son, est ce vrai ?

Bonjour

Essaye de comprendre le rôle de R4 : elle fait pont diviseur avec R3. Comme il doit y avoir environ 0,6 V sur la base, le pont diviseur R3 R4 définit la tension en sortie de l'AOP. En général, on s'arrange pour que la tension en sortie de l'AOP ( continue) soit la moitié de sa tension d'alim, donc ici environ 6V . Pour que ces 6V deviennent 0,6 V sur la base, il faudrait donc que le rapport R3 /R4 soit de l'ordre de 9. ( en fait, un peu moins car je n'ai pas compté la chute de tension dans R3 due au courant de base. Probablement que R3/R4 sera de l'ordre de 7.)