Conception d'un émetteur à haute fréquence

[inviteaa574135]

Bonjour, tout le monde. Je suis élève en prépa et dans le cadre de mon TIPE, j'essaye de concevoir un chargeur à induction. Jusque là pas de problème.

L'idée est donc de concevoir un émetteur, ainsi qu'un récepteur tel qu'en sortie je reçois 5 volt et une centaine de mA.

Jusqu'à maintenant, j'ai réussi à créer mon récepteur avec un régulateur, et à modéliser la capacité parasite apparaissant à haute fréquence pour un tour de bobine (reste à compléter pour toute une bobine avec un traitement sous forme de réseau de condensateur). Pourtant, la chose que je n'arrive pas du tout à concevoir est l’émetteur. J'ai pu lire dans l'article de Tropique la façon dont je pourrais procédé, mais je n'ai pas assez de connaissances dans le domaine. Après différentes expériences, j'ai pu remarquer que mes bobines avaient des fréquences de résonance allant de la dizaine à la centaine de kHz (fréquence que je cherche à obtenir pour l'émetteur).

De cette façon, j'aimerai bien savoir si vous pouviez m'expliquer comment concevoir ce type d’émetteur. J'ai lu différents articles concernant des montages qui permettraient cela (pont en H), mais je ne sais pas par où commencer.

Merci !
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[Tropique]

Bonjoir,

La première chose à décider est le type: soit "wireless", soit "induction". Les mêmes (grands) principes entrent en jeu dans les deux cas, mais les problèmes pratiques différent sérieusement selon qu'on veuille charger une brosse à dents sur son socle (100mW/5mm), ou un véhicule électrique à plus d'un mètre (5kW/100cm)

[inviteaa574135]

Induction, avec un génerateur de tension continue de 20V.

[Tropique]

Dans ce cas, le mieux est de s'inspirer d'un chargeur de brosse à dents: il y a des exemples sur le net et des schémas "reverse-engineered" dont les valeurs peuvent être adaptées aux besoins précis.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteaa574135]

Rebonjour !

Après avoir longuement cherché, je n'ai pas vraiment trouvé ce que vous m'aviez indiqué (ces fameux schémas reversed ingeneering, qui se seraient averés fort pratique). Par contre, j'ai trouvé pas mal d'oscillateurs, comme celui de Wien. Pourtant, rien de réellement convaincant. En effet, j'ai beau essayer, la tension de sortie est beaucoup trop faible (inférieure à 5V), et l'intensité aussi dans d'autres cas...

Du coup, n'avez vous pas une autre solution, sachant que c'est toujours le point manquant pour mon projet.

Cordialement

[gienas]

Bonsoir bl00dbliz et tout le groupe

... Après avoir longuement cherché, je n'ai pas vraiment trouvé ...

Je n'exclus pas que ce soit dû à un mauvais choix de mots clefs.

Tu utilises dans ton titre l'expression "émetteur haute fréquence", qui désigne, en électronique, en général, l'organe qui émet des ondes radioélectriques utilisé en radiodiffusion.

Cela n'a rien à voir avec ce que tu cherches à faire.

Compte tenu de la puissance que tu cherches à "capter" (là , le mot n'est pas très heureux non plus), tu dois chercher à réaliser un transformateur, dont une partie du circuit magnétique comportant le bobinage secondaire, se trouvera dans ton "récepteur".

En l'absence de ce récepteur, le primaire (qui perdra son nom puisqu'il n'aura plus de secondaire), sera alimenté en signal haute fréquence.

A toi, à présent, de cogiter pour essayer de coller à cette description. C'est ce principe qui est mis en œuvre par exemple sur les brosses à dents sans fil, dont on recharge la batterie sur le socle.

[inviteaa574135]

A vrai dire, ce qui m'interesse juste dans l'histoire, c'est la partie oscillatrice, qui va permettre de générer un signal sinusoidal à partir d'un signal continu. Et c'est ce qui me pose le plus problème.

En tout cas, merci pour la réponse.

Cordialement

[f6bes]

Bonjour à toi,
Hum si tu veux faire un oscillateur HF , tu "oublies " le PONT de WIEN".
Basiquement un oscillateur HF sinusoidal se fait avec un ( des ) transistors.
A toi de choisir ta fréquence.
Voir oscillateur Clapp , Colpitt, etc..etc..
clapp:https://encrypted-tbn0.gstatic.com/i...fDGia3hdoNEV8w
colpitt:https://encrypted-tbn2.gstatic.com/i...lgiSf7uD5sY1-g
Il y en plein le net.
A+

[inviteaa574135]

Après avoir cherché un peu plus et regardé ce que vous m'avez proposé (merci beaucoup d'ailleurs !), je me rends compte que moi et le fonctionnement des transistors, ca fait deux.

En effet, j'ai beau lire des cours traitant leur fonctionnement, je ne vois pas comment se fait leur commutation.
Est-ce qu'il suffit de les mettre dans un circuit pour que ca oscille tout seul, ou faut il les commander avec un élément extérieur ? Par exemple pour le Colpitts, j'ai beau faire des essais sur ISIS, ma tension de sortie reste continue.

Cordialement

[Antoane]

Bonjour,

Est-ce qu'il suffit de les mettre dans un circuit pour que ca oscille tout seul, ou faut il les commander avec un élément extérieur ? Par exemple pour le Colpitts, j'ai beau faire des essais sur ISIS, ma tension de sortie reste continue.

Les oscillateurs et les simulateurs ne sont pas toujours en très bon termes :
- certain oscillateurs ne démarrent que parce que les composants ne sont pas idéaux (deux résistances notées 1k feront par exemple 999ohm et 998,4ohm). Ca, pour un simulateur, c'est pas toujours facile à imaginer si on ne le lui dit pas...
- certain oscillateurs ne démarrent que grâce au bruit généré par le montage lui-même. Un simulateur ne va pas nécessairement générer ce bruit, rendant impossible le démarrage de l'oscillateur ;
- certain oscillateurs sont très longs à démarrer (plusieurs centaine/milliers de périodes), il faut donc simuler pendant longtemps, avec un pas de calcul suffisament fin, pour faire démarrer l'oscillateur.
Une autre technique pour faire démarrer les oscillations consiste à envoyer une perturbation au système au début de la simu.

[f6bes]

Bonjour à toi,
Je te l'avoue , je ne sais PAS comment le transistor "commute" comme tu dis .et je ...m'en fout !
Par contre si je fais un montage je n'utilise PAS de..simulateur ..je me brule les doigrs et ça fonctionne.

Un oscillateur ça oscille tout seul si on RESPECTE les critéres de fonctionnement.
Je ne sais ce que tu appeles..."éléments extérieurs" .
On ne mets pas un transistor dans un circuit , c'est l'ensemble trasnsistors + résistances+ condo+,self qui fait
que cela oscille.
Pour faire SIMPLE un oscillateur c'est faire un systéme qui engendre du "larsen". On renvoie sur l'entrée une partie de ce qui sort.
Donc ça se mord la queue.C'est cela qu'on appele une oscillation.

Faut mettre les mains dans le cambouis et laisser les simulateurs à ceux qui SAVENt s'en servir et INTERPRETER
ce que celui donne.


A+

[inviteaa574135]

Bon avec beaucoup d'efforts, j ai réussi à faire marcher un colpitts. La question que je me pose maintenant est un peu bete : où est ce que je branche ma bobine émettrice, sachant que le signal sinusoidal vient d'une seul branche ?

(je sais, je sais, je suis pas très doué en electronique, désolé)

Cordialement.

(D'ailleurs si quelqu'un sait comment afficher les unités sur ISIS, ca m'aiderait beaucoup, j'ai pas trouvé dans l'aide)

[f6bes]

Bonjour à toi
Là pour l'instant c'est un oscillateur.
Je ne sais ce que tu veux dire : "..où est ce que je branche ma bobine émettrice.."
Ta bobine L1 est le siége de courant HF...donc de la HF est disponible à ce NIVEAU.
Tu en fait ce qu bon te semble (liaison par couplage inductif/capacitif vers un autre étage)
C'est pas pour autant que cela en fait un émetteur tel qu'on le désigne couramment.
Là tu avais un schéma correct :
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/i...lgiSf7uD5sY1-g
et tu est allé pondre un schéma qui tombe en marche par hazard et qui est loin d'etre de la HF !!
D'aprés toi rien ne te choque avec ton condo ...C4 !!


A+

[inviteaa574135]

A vrai dire, rien ne me choque (mais je suis pas un génie en électricité). Après concernant, les fréquences, le but était d'obtenir quelque chose de l'odre de la centaine de kHz (pas plus de 200 kHz).

Mais concernant le Colpitts que vous m'avez proposé, j'ai quelques questions:
-Comment choisir la valeur d'inductance de choc (et quelle est la différence avec une inductance normale. Je comprends quelle serve de passe bas, mais pourquoi en avoir une).
-Comment choisir les autres composant (les résistances et capacité)
-Quel modèle de transistor vaut il mieux que j'utilise.

Merci beaucoup !

Cordialement

[f6bes]

Bsr à toi,
Dans ce schéma :
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/i...lgiSf7uD5sY1-g
RFC ( self de choc) est là pour empécher que la HF ne "s'enfuit" dans la ligne d'almentation. Ce quifait que l'on n'aurait pas de HF sur la sortie.
Elle n'est pas là pour servir de passe bas .
A 100khz peut importe le transistor . Y a de grande chance que n'importe lequel oscille.

Bonne soirée

[inviteaa574135]

Bonjour.

Ok super merci !
Y a une inductance spécifique à choisir pour la self de choc ? Parceque sur le marché, c'est pas ce qu il y a de plus répandu (j'ai trouvé 10 uH).
Et concernant les autres composants (autres que C1, C2 et L), c'est ce qui me tombe sur la main, où je dois faire gaffe à certains trucs ?

Cordialemnt.

[f6bes]

Bjr à toi,
L'inductance n'est là que pour "bloquer" la HF.
Tout dépends de la fréquence que tu vas utiliser.
Mais plus l'inductance est importante et plus elle s'OPPOSE au passage de la HF.
Des inductances moulées c'est pas ce qui manque sur le marché ( des tas de valeurs disponibles).
Voir là ( deuxiéme tableau )
http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&...,d.ZWU&cad=rja
Un montage c'est pas " ce qui me tombe sous la main".

A+

[inviteaa574135]

Bonjour !

J'ai beau chercher, je ne sais pas comment on fait pour choisir les résistances et condo en fonction de la fréquence voulue. Si vous avez un lien, ou un document qui pourrait m'éclairer, ce serait sympa !

Cordialement.

[f6bes]

Remoi,
Les résistances et condo de découplage n'ont pas d'influence sur la fréquence.
Ils sont là pour etre dans les paramétres de fonctionnement " statiques" du transistor.
Un pont de polarisation de base et juste là pour appliquer la tension CONVENABLE sur la base.
C'est le datassheet et le fonctionnement qui vont dicter cette tension.
Ce qui implique la fréquence c'est la self et les condos ASSOCIES à cette self.

A+

[inviteaa574135]

Hello,

Ok je vois merci. J'ai fais quelques test sur Isis, et modifier ces paramètres me permet de jouer sur l'amplitude de l'intensité et de la tension. Je trouve ça plutôt intéressant. Je vais voir si j'arrive à trouver un montage idéal à partir du datasheet (je compte utiliser un 2N3904), sinon je tatonnerai et j'essayerai quelquesvaleurs, sachant que j'ai déjà des amplitudes très satisfaites.

Je posterai les résultats dans la semaines, avec le montage et le test en labo. Merci énormément en tout cas !

Cordialement

[inviteaa574135]

Remoi (désolé).

J'ai remarqué quand même que dans certaines conditions, l'amplitude de la tension de sortie est supérieure à la tension d'entrée.
Par exemple, je peux obtenir une amplitude 15V, sachant que j'ai une entrée à 10V.
Comment ca se fait ?

Cordialement.

[inviteede7e2b6]

résonance du circuit d'accord....

c'est de la physique de base

[inviteaa574135]

Ah ok !

Bah certes, de la physique de base, mais comme j'ai toujours du mal à comprendre comment un transistor fonctionne, c'est plutot compliqué d'appliquer ce que je sais

Mais merci !

[f6bes]

Remoi (désolé).

J'ai remarqué quand même que dans certaines conditions, l'amplitude de la tension de sortie est supérieure à la tension d'entrée.
Par exemple, je peux obtenir une amplitude 15V, sachant que j'ai une entrée à 10V.
Comment ca se fait ?

Cordialement.

Bonjour à toi,
Si tu mettais un schéma on saurait au moins ce que tu qualifies de "in" et de "out" ?
Si c'est un oscillateur , je vois mal de parler de "in" !

Bonne journée

[annjy]

Ah ok !

Bah certes, de la physique de base, mais comme j'ai toujours du mal à comprendre comment un transistor fonctionne, c'est plutot compliqué d'appliquer ce que je sais

Mais merci !

Bsr,

le transistor, ce n'est pas de la physique de base.
Et dans la physique de base, il y a l'électricité de base.

Circuit RLC par exemple......

amicalement,
JY

[inviteaa574135]

Bsr,

le transistor, ce n'est pas de la physique de base.
Et dans la physique de base, il y a l'électricité de base.

Circuit RLC par exemple......

amicalement,
JY

Moyennement convaincu, si on dit que quelque chose est de la physique de base, et qu'au milieu, on rajoute un truc pas évident, c'est plus de la physique de base ! Mais ce n'est pas le sujet.

Le "problème" en question est dans l'image, bien qu'il n'intervient pas dans le montage que je compte faire. Par contre, ce qui me perturbe, c'est la différence entre la fréquence d'oscillation que je suis sensé obtenir(1.5kHz), et la fréquence d'oscillation que j'obtiens (3kHz à l'arrache).

Cordialement.
wut.jpgwut 2.jpg

[annjy]

Moyennement convaincu, si on dit que quelque chose est de la physique de base, et qu'au milieu, on rajoute un truc pas évident, c'est plus de la physique de base ! Mais ce n'est pas le sujet.

Bsr,

quand je parle de physique de base, j'aurais dû dire physique Newtonnienne (espace, temps, matière, énergie....)
l'électricité, et encore plus l'électronique, en sont des sous- chapitres.(au même titre que par exemple la mécanique)

Commencer par apprendre la (les) base me semble une bonne approche. (c'est ce que j'ai fait il y a quelques années....)

cdlt,
JY

[f6bes]

Moyennement convaincu, si on dit que quelque chose est de la physique de base, et qu'au milieu, on rajoute un truc pas évident, c'est plus de la physique de base ! Mais ce n'est pas le sujet.

Le "problème" en question est dans l'image, bien qu'il n'intervient pas dans le montage que je compte faire. Par contre, ce qui me perturbe, c'est la différence entre la fréquence d'oscillation que je suis sensé obtenir(1.5kHz), et la fréquence d'oscillation que j'obtiens (3kHz à l'arrache).

Cordialement.
Pièce jointe 251003Pièce jointe 251004

Re moi,
Je ne sais toujours pasce que TU considéres comme "in" et comme " out" sur ton schéma !!
On ne sait en QUELS points tu...mesures! (entrée/ sortie)

As tu calculé la fréquence de résonnance de tes condos et self à DROITE de ton schéma ?
Je n'ai fait aucun calcul ,mais ça m'étonnerait qu'il soit sur la fréquence de ton circuit oscillant de GAUCHE du schéma (oscillateur).
Bonne journée

[inviteaa574135]

Hello, mon entrée est le truc en haut en bleu qui s'appelle entré (10V continu). Je prélève ma tension par la sonde qui sappelle Tem.
Dans le circuit que je veut faire, j'ai fait en sorte que le RLC de gauche(oscillateur) ait une fréquence de 2.5 kHz. Et j'ai adapté le RLC de droite grace à CREC pour avoir la même fréquence de résonance que la fréquence de l'oscillateur.

Pourtant, au niveau de la bobine (Tem), je n'ai pas 2.5 kHz, mais environ 4kHz. Pourquoi ?

Merci.wut.jpgwut 2.jpg

[f6bes]

Remoi,
Hum c'est: ".....a fréquence d'oscillation que je suis sensé obtenir(1.5kHz),...
OU
j'ai fait en sorte que le RLC de gauche(oscillateur) ait une fréquence de 2.5 kHz.

Tu commençes par laisser tomber ton simulateur!
Ton oscillateur est composé de 500nF et 20 mH
et ton circuit de sortie de 33nF et 10 nH

Je doute que les deux fréquences soient identiques !!!

A la limite ta sortie est sur une harmonique de ton oscilateur.

Tu prends un papier et un crayon et tu CALCULES la fréquence de ton oscillateur . Tu connais C et tu connais L.
Tu fais itou pareil pour ton circuit de sortie.
Là tu commenceras à APPRENDRE qq chose sur les circuits résonnant!

Bonne journée