A quoi sert ce condensateur ?

[Tropiko]

Bonjour,

En parcourant des fichiers de cours, j'ai vu ce schéma simple :


A quoi servent les condensateurs C3 et C4 ? Il me semble qu'ils ont aussi un nom particulier mais je ne retrouve pas. Leur valeur est de 100 nF.

Merci ! Bon week end.
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[nornand]

bjr, découplage de l'alimentation.

[DAUDET78]

j'ai vu ce schéma simple :

Evite de l'utiliser !
Si Vrampe > Vmesure, la sortie est en court-circuit via D2.
Ce genre de circuit doit être fait avec un comparateur (genre LM311 par exemple)

[Tropiko]

bjr, découplage de l'alimentation.

D'accord. A ce que j'ai pu lire c'est donc un filtrage des parasites. Donc un passe-bas, je m'en doutais mais je n'étais pas sûr !

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zenertransil]

D'accord. A ce que j'ai pu lire c'est donc un filtrage des parasites. Donc un passe-bas, je m'en doutais mais je n'étais pas sûr !

Merci.

Cf notre discussion sur l'impédance des condensateurs, j'en parlais justement! On ne peut pas directement parler de passe-bas, car il faut pour cela au moins une résistance (ordre un) ou une inductance (ordre deux). Tout ce qu'on peut dire, c'est que c'est un passe-haut pour le courant, qui route les parasites HF à la masse avec une faible impédance dynamique!

En fait, on peut modéliser simplement les parasites par des sources de tension idéales en série avec des résistances d'assez grandes valeurs. Lorsqu'une liaison est à haute impédance (signal microphone par exemple), ils se manifestent sous la forme d'une tension se superposant au signal utile : comme la ligne est à haute impédance, ils n'ont pas besoin de fournir de courant, et ils ne sont pas atténués du tout. Dans une ligne à basse impédance, une ligne 8 Ohms entre un ampli et son haut-parleur, par exemple, les parasites se "mettent à genoux" et l'immunité est bien plus grande a signal égal.

D'où le désir d'obtenir une impédance de ligne dépendante de la fréquence : idéalement constante et égale à sa valeur nominale pour la partie utile de la bande fréquentielle, idéalement nulle pour la zone indésirable où se trouvent les parasites. Ainsi, ils sont là-encore mis "à genoux", alors que le signal est intact! On obtient bien un passe bas implicite, formé par la résistance série des parasites et par le condensateur!



Il y a un autre rôle, dont on entend moins souvent parler mais qui est à mes yeux l'intérêt principal du découplage. Je prends un exemple (vécu!) : un NE555 en multivibrateur astable, qui génère donc un signal carré périodique. Il ne consomme pas un courant constant, loin de là, et les fronts du signal carré sont normalement très raides, mais pour qu'ils soient aussi raides, il faut que l'alimentation soit en mesure de fournir RAPIDEMENT le courant nécessaire. Ce qui n'est pas garanti du tout! Résultat : à chaque commutation, la tension s'écroule temporairement et les références internes sont dans les choux : on obtient de nombreux rebonds à chaque changement d'état, avec un fonctionnement complètement erratique.

Le condensateur est un réservoir d'énergie. Si la tension fournie par le régulateur tend à s'écrouler, celle du condensateur va devoir baisser aussi puisqu'ils sont en parallèle. Mais pour baisser la tension aux bornes d'un condensateur, il faut le décharger partiellement : il va délivrer la pointe de courant nécessaire et ne laissera pas la tension diminuer, si le phénomène est assez court. Il va diminuer l'impédance dynamique de source pour lui permettre de répondre aux phénomènes transitoires... Il faut tenir compte des défauts des condensateurs : ESR (résistance série équivalente), ESL (inductance série équivalente) notamment, qui vont malheureusement ralentir cette dynamique...

Les condensateur électrolytiques ont une grande capacité pour un volume et un prix donné, mais une mauvaise ESR. Ils sont donc adaptés aux transitoires lents mais de grande énergie. Les condensateurs plastiques, MKP par exemple, ont des capacités plus faibles à volume et prix donnés, mais une ESR excellente (très petite). Ils sont très rapides, et adaptés aux transitoires rapides et de faible énergie.

C'est pourquoi tu trouveras souvent dans des schémas en pratique deux, voire trois condensateurs en parallèle, de différentes valeurs et de différents types pour découpler : à chacun sa spécialité, ça permet de garantir une dynamique optimale sur toute la bande passante! Rappelons que parler de bande passante pour une alimentation continue est primordial, même si les courants sont aléatoires et non-périodiques. En effet, au sens de la transformation de Fourier (qui s'applique aux signaux non-périodiques, comme une impulsion), les fronts raides correspondent à des hautes fréquences!

Si la bande passante est trop faible, l'alimentation va appliquer un passe-bas et, lorsque la charge va demander un échelon de courant (passage brusque d'une valeur à une autre), la tension va chuter temporairement, et l'échelon s'en trouvera "arrondi"... Ce qui peut être source de dysfonctionnement! En définitive, ces condensateurs servent à se débarasser des parasites en abaissant l'impédance dynamique vue de l'extérieur pour les hautes fréquences, et servent à augmenter la "nervosité" de l'alimentation en diminuant son impédance vue de la charge en haute fréquence, donc pour des variations rapides.


Bonne soirée!