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résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire




  1. #1
    Djiz

    résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonjour à tous.

    Dans le cadre d'un projet en élec, j'aurais aimé savoir s'il était possible de réaliser une résistance variable en utilisant un transistor bipolaire (NPN). D'après ce que j'ai pu voir, il me semble que cela se fait plutôt avec des transistors à effet de champ mais il n'y a que des transistors NPN au labo de mon lycée...!!

    Je vais replacer mon problème dans son contexte pour être plus clair.
    Mon travail traite de la reproduction du son d'un instrument à l'aide d'un circuit analogique. J'ai pris l'exemple du piano. Reproduire ce son (pour un la3 par exemple) en régime statique n'a pas été très compliqué : après réalisation d'un sonagramme, j'ai reproduit la fondamentale et quelques harmoniques (3 environ) à l'aide d'un GBF (et d'un diviseur de fréquence), j'ai ensuite sommé les quatre signaux ainsi obtenus avant de les faire rentrer le signal résultant dans un haut-parleur...
    Mais en ce qui concerne le régime variable ça se gâte, car à en croire le sonagramme, l'amplitude des harmoniques n'est pas constante mais diminue au cours du temps jusqu'à devenir nulle (j'ai donné le schéma du sonagramme que j'ai obtenu en pièce jointe).
    J'ai d'abord commencé par utiliser des potentiomètres pour régler l'amplitude des différents signaux, mais mon but est de réaliser un circuit qui évolue tout seul, c'est à dire que je ne veux pas avoir à tout régler manuellement au cours du temps (ce serait d'ailleurs trop compliqué puisque l'amplitude des quatre signaux évolue en même temps)...
    ta-dam....on arrive donc à mon problème: dans ce cas, le seul moyen d'agir sur l'amplitude est d'utiliser des résistances variables (enfin je pense) commandées électriquement.
    Mais quel montage utiliser ?
    Un transistor bipolaire ?
    Un autre type de transistor ?
    (pour simplifier, je compte commander mes transistors à l'aide du logiciel synchronie si certains connaissent..)
    En espérant que vous pourrez m'aider...
    Merci d'avance.


    -----

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  3. #2
    DAUDET78

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    regarde ce lien (tout en bas de la page) les potentiomètres numériques : http://www.sonelec-musique.com/elect...ntiometre.html
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  4. #3
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonjour Djiz et tout le groupe

    Citation Envoyé par Djiz Voir le message
    ... réaliser une résistance variable en utilisant un transistor bipolaire (NPN) ...
    Si ton objectif c'est de réaliser un pont diviseur de tension, dont le coefficient diviseur est variable, c'est possible avec des transistors NPN. Tu peux te livrer à des essais assez simples.

    1- tu crées ton pont diviseur, et la seconde résistance, celle qui va à la masse, c'est l'espace collecteur émetteur du NPN, émetteur à la masse.

    2- tu fais varier (pas linéairement ) la tension continue de base, pour voir varier la composante alternative aux bornes du transistor.

    Bien entendu, il faut que le signal alternatif ne dépasse pas 500 mV, et c'est à peu près symétrique en polarité. Il me semble me souvenir que cela fonctionne aussi avec PNP, mais commande inversée, c'est moins "drôle".

    Si un seul étage n'a pas assez de dynamique de réglage, tu peux en mettre plusieurs en cascade.

    Cette propriété, peu connue, a été utilisée dans les premiers atténuateurs "numérique" de chaînes Hi Fi. C'est peut-être encore en usage. Là, chaque transistor est utilisé comme interrupteur, mais il "traite" les deux polarités du signal, avec la même commande.


    Edit: grillé par Daudet, mais le lien parle plutôt, à la fin, de potentiomètres numériques d'un autre type.
    Dernière modification par gienas ; 26/05/2008 à 15h30.


  5. #4
    DAUDET78

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    c'est possible avec des transistors NPN. .........
    Cette propriété, peu connue, a été utilisée dans les premiers atténuateurs "numérique" de chaînes Hi Fi.
    C'était avec des JFET que c'était fait
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  6. #5
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    C'était avec des JFET que c'était fait
    Je confirme que c'était fait avec de vulgaires transistors NPN de bas niveau.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    DAUDET78

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    Je confirme que c'était fait avec de vulgaires transistors NPN de bas niveau.
    Hum, je crois bien que si je paries un apéro , je vais me torcher à l'oeuil !
    L'age n'est pas un handicap .... Encore faut-il arriver jusque là pour le constater !

  9. #7
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    Hum, je crois bien que si je paries un apéro , je vais me torcher à l'oeil !
    Très imprudent!

    Je suis sûr de moi, à 100%, avec des documents constructeur, (Thomson pour ne pas le nommer), mes documents perso, forcément sans valeur, puisque personnels, et des maquettes de la fonction, avec les calculs, intéressants à mener, pour obtenir les atténuations de 1,5 dB par pas.

    Cela dit, je n'ai jamais affirmé que la solution n'existait pas.

    J'ai le souvenir, d'avoir, il y a très longtemps, essayé un TEC en résistance variable. Cela fonctionne aussi très bien, mais notre ami Djiz n'a que des NPN à sa disposition.

    Je ne peux pas, aujourd'hui, là où je suis, retrouver mes "preuves", mais dès que possible, je m'en occupe.

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  11. #8
    Djiz

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Merci beaucoup pour vos réponses, je vais essayer de voir ce que je peux faire avec tout ça.
    Encore merci...

  12. #9
    Chimimic

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonjour Djiz et tout le groupe,

    j'ai réalisé un commutateur audio avec des transistors bipolaires, dont le descriptif est donné sur cette page Commutateur audio 005.

    Je sais que tu recherches une fonction "réglage de volume" et non une fonction "interrupteur", mais lis un peu le texte qui va avec le schéma, un ou deux points pourraient t'interresser...

    Pour compléter les dires de Gienas, j'ai moi aussi déjà vu des régulateurs de volume dont l'élement actif était un transistor bipolaire, même s'il est vrai que la plupart du temps on fait appel à un FET. La souplesse d'utilisation est peut-être un peu moindre, mais c'est bien faisable.

    Cordialement.

  13. #10
    Tropique

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    Très imprudent!

    Je suis sûr de moi, à 100%, avec des documents constructeur, (Thomson pour ne pas le nommer), mes documents perso, forcément sans valeur, puisque personnels, et des maquettes de la fonction, avec les calculs, intéressants à mener, pour obtenir les atténuations de 1,5 dB par pas.

    Je ne peux pas, aujourd'hui, là où je suis, retrouver mes "preuves", mais dès que possible, je m'en occupe.
    C'est effectivement utilisable et utilisé, particulièrement dans les ALC d'enregistreurs à cassette et autres applications "low-cost".
    Ca n'a pas une dynamique ou une linéarité extraordinaire. La façon pratique de le faire est de découpler base et émetteur par un condo de valeur suffisante pour l'audio, et faire une commande en courant de la base via une résistance de forte valeur.
    Pour augmenter quelque peu la dynamique au détriment de l'harmonique 2, il est possible de faire travailler le transistor avec un courant DC de collecteur non nul, mais alors le niveau DC de sortie varie également en fonction de la commande, donc celle-ci ne peut pas être trop rapide.
    A+

    PS
    Il ne faut pas dépasser qques centaines de mV càc sous peine de distorsion sévère.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  14. #11
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonjour à tous

    Citation Envoyé par Chimimic Voir le message
    ... j'ai moi aussi déjà vu des régulateurs de volume dont l'élement actif était un transistor bipolaire, même s'il est vrai que la plupart du temps on fait appel à un FET. La souplesse d'utilisation est peut-être un peu moindre, mais c'est bien faisable ...
    Le cas auquel je pense, et dont je finirai pas trouver le schéma original, ne comprtait pas qu'un transistor, mais 6, utilisés en interrupteurs, formant un atténuateur à 6 bits, 64 niveaux de gain.

    J'avais procédé à des manips pour mettre en évidence cette "curiosité".

    C'est vrai qu'un FET, tout seul, pourrait faire le job de manière plus analogique. Mais, avec quelques concessions, une solution pourrait être trouvée en bipolaire.

    J'ai bien précisé que cela ne fonctionnait que sur quelques centaines de mV crête. Ce que confirme aussi Tropique.

    Je confirme aussi qu'il n'est pas souhaitable de polariser le collecteur. En fait, on travaille sur la pente de la caractéristique Ic=f(Vce), au voisinage de la saturation, qui se prolonge en inverse. D'où la curiosité.

  15. #12
    alayn91

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonjour,

    Un transistor BJT présente une résistance a peu près linéaire dans sa zone de saturation.

    Donc Vce < Vbe.

    Voici une idée de départ.

    R4 & Q2 forment un atténuateur.
    L'émetteur de Q1 va fixer la tension collecteur de Q2, pour le saturer.
    Vb1 va permettre de régler Vc2.
    Le réglage de l'atténuation va être effectué par le courant de base de Q2.
    La résistance R1 sert à limiter le courant collecteur de Q1 & Q2.
    Attention, la résistance de Q2 sera faible, entre 10 et 100 Ohms, à priori.

    Faire une simulation !!

    Salutations.
    Alain.

  16. #13
    alayn91

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Et, le schéma!!!
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  17. #14
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonsoir à tous

    J'ai retrouvé une partie de l'atténuateur à transistors. Le voici, avec sa nomenclature, pour pouvoir reproduire la fonction, et s'amuser à faire les calculs d'atténuation.

    Les transistors sont des PNP, pour permettre une commande à partir d'un compteur décompteur, dont l'état varie de 0 à 63, en binaire, sur 6 bits donc.

    Chaque transistor est donc bloqué ou saturé. Les transistors PNP ont été choisis ici, pour faciliter la partie logique. L'état du compteur est "proportionnel au gain de la structure.

    à 0 (00000b) le gain est le plus faible.

    à 63 (111111b), le gain est maxi, pratiquement 0 dB.

    Les niveaux logiques des commandes, provenant de 14516, sont de +5V et -5V.

    Cela fonctionne aussi avec des NPN, en inversant les niveaux logiques. C'est pour simplifier, que des PNP ont été préférés.

    Une seule cellule, peut fonctionner, avec une commande analogique, pour un effet progressif, mais avec des excursions non répétitives et surtout non prévisibles.

    Ceci est le schéma de la maquette construite à des fins pédagogiques. Je n'ai pas (encore) retrouvé le schéma original industriel de Thomson. C'est la chaîne SCD8000.
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    Dernière modification par gienas ; 28/05/2008 à 09h06.

  18. #15
    Chimimic

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Merci pour ce schéma.

  19. #16
    Djiz

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Merci pour vos réponses.
    J'ai une autre question qui va peut-être parraître un peu bête mais j'avoue, je m'embrouille un peu...
    Si j'utilise un transistor bipolaire, je devrais le commander en modifiant l'intensité du courant arrivant sur la base. Mais comment faire en pratique ?
    Si par exemple j'utilise un générateur classique qui délivre un signal continu (et que je branche entre la masse et la base du transistor), je pourrais directement modifier la tension mais pas l'intensité ?!?
    (enfin il me semble ?)
    Pour cela il faudrait que j'intercalle une résistance entre le générateur et la base du transistor et que je fasse varier sa valeur (cf loi d'Ohm)...mais alors j'ai à nouveau besoin d'une résistance variable et je me retrouve devant le même problème...non ?
    Ou alors, comment commander mon transistor si je veux que la tension à ses bornes (entre émetteur et collecteur) décroisse de façon linéaire par exemple ? avec un microcontrôleur ? N'y a-t-il pas plus simple ?
    Merci

  20. #17
    gienas

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Bonsoir Djiz et tout le groupe

    Citation Envoyé par Djiz Voir le message
    ... Si j'utilise un transistor bipolaire, je devrais le commander en modifiant l'intensité du courant arrivant sur la base. Mais comment faire en pratique ? ...
    1- commencer par réaliser un étage seulement, pour essayer de voir le comportement et la dynamique possible. Choisir un NPN, et commander en positif.

    2- fixer par exemple, la résistance de base à 4,7k. Je pense que 10k irait aussi, ce n'est pas critique, à ce stade.

    3- Prévoir une source variable pour la commande de base. Par "prudence", lui permettre de dévivrer aussi un signal négatif pour les essais

    4- injecter un signal de GBF à l'entrée du pont diviseur, d'amplitude réduite, disons 200 mV, à 1kHz. Lors des essais, tu pourras augmenter l'amplitude de ce signal, pour déterminer ce qui est acceptable pour un fonctionnement "satisfaisant".

    5- observer le signal en sortie de pont, avec un oscilloscope.

    6- Faire varier la commande de base, et observer le comportement du signal de sortie. Tu devrais en déterminer la plage de variation de commande, qui a de l'effet sur l'atténuation, ainsi que la variation d'atténuation obtenue.

    Citation Envoyé par Djiz Voir le message
    ... comment commander mon transistor si je veux que la tension à ses bornes (entre émetteur et collecteur) décroisse de façon linéaire par exemple ? ...
    Faut pas rêver. Cela, c'est de l'utopie. Quand tu auras déterminé la plage, et quand tu souhaiteras obtenir une "enveloppe" modulée sur commande, tu devras créer un signal croissant ou décroissant, en lieu et place de la commande, pour obtenir une "ressemblance" avec ton souhait. Peut-être qu'une charge ou une décharge de capacité pendant la durée de la modulation donnerait un résultat acceptable tout en restant simple.

    Il serait peut-être intéressant de séparer/formater l'entrée et la sortie avec un suiveur.

    Si l'étage n'a pas assez de dynamique. tu peux envisager de mettre deux (et rêvons un peu, trois ... ) étages identiques en cascade. Si tu as la chance que tous se contentent de la même tension de commande (je n'y crois pas trop, mais rêvons toujours), un suiveur sur la commande des base serait aussi le bienvenu. Dans le plus mauvais des cas, chaque transistor devra avoir son propre gabarit de commande, résultant de sa plage de commande relevée.

    Au besoin, si la dispersion est grande, tu peux rechercher à apparier des transistors, pour leur permettre d'accepter un gabarit commun. Comme tu peux le constater, ce ne sont pas les idées qui manquent.

    A toi de "jouer", à présent. Et puis, rêvons toujours, donne nous les résultats de tes manips, ici

  21. #18
    Djiz

    Re : résistance variable à l'aide d'un transistor bipolaire

    Ok. Merci beaucoup.
    Je vais essayer ça et je ferais signe si ça marche.
    Bonne soirée.

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