Mélangeur de signaux
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Mélangeur de signaux



  1. #1
    skanka

    Mélangeur de signaux


    ------

    Bonjour,
    J'ai ici un schéma dont j'ai du mal à interpréter le fonctionnement. Selon la description qui y était jointe, ce montage est sensé sommer les deux signaux, puis en amplifier le battement fréquentiel (extrait à l'aide d'un filtre passe bas). Mais je ne vois pas comment est réalisée cette opération : selon mon analyse , la sortie (éventuellement amplifiée) d'un filtre passe bas, auquel on applique en entrée une somme de signaux de fréquence supérieure à celle de coupure du filtre, est quasi-nulle (vu la linéarité du système). Pour avoir un battement en sortie, ne faudrait-il pas le produit de ces signaux en entrée ?

    Quelqu'un peut-il m'expliquer comment le montage fonctionne ? Merci d'avance.


    (pour situer le contexte : c'est un montage extrait de celui d'une Théremine...)

    -----
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  2. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonsoir,
    Pour moi c'est un filtre passe-bande actif :
    - découplage de l'alimentation par la 1k et le 100nF ;
    - filtrage passe-haut avec le 1n et les deux résistances de 560k et 100k ;
    - amplification par le transistor, la 1k et la 6k8 ;
    - filtrage passe-bas avec le 4n7 et la 6k8 ;
    - 2e filtrage passe-bas avec le 2e 4n7 et la 1k.

    Aucune fonction de mélange (non linéaire) n'est réalisée.

    La somme des deux signaux d'entrée est réalisée grace à l'impédance de sortie des signaux "from pitch ~ osc".
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  3. #3
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonsoir,
    cos(a)+cos(b)= 2 * cos((a+b)/2)*cos((a-b)/2)
    Donc on extrait somme ou différence suivant la fréquence de coupure des filtres.
    C'est un truc type BFO.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  4. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonsoir,
    Je ne comprend pas en quoi ça permet de récupérer la fréquence différence : peu importe la manière dont on l'écrit, il n'y a dans le spectre du signal envoyé au filtre/ampli que deux composantes, une à f1 et une f2 ; il n'y a aucun traitement non-linéaire du signal, pourtant indispensable.
    Non ?
    Merci.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Re
    les mathématiques sont pourtant têtues.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  7. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mélangeur de signaux

    Je suis supposé me débrouiller en maths et, là, c'est plus un problème de physique. Encore que même tes maths, je les comprend pas -- pas la trigo, mais la manière dont tu appliques l'opérateur filtre

    Pour savoir ce qui sort d'un filtre, on regarde le spectre du signal. Un spectre de signal ça s'exprime comme somme de A(w)exp(jwt). On prend donc notre somme de exp(jwt), on applique la fonction de transfert du filtre w->H(w) à chaque A(w) et on étudie les H(A(w))exp(jwt) qui en sortent.
    Où me plante-je ?
    Merci.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  8. #7
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    hello,
    il suffit que le transo soit dans sa zone non linéaire pour que sa mélange,
    pratiquement, ça marche

  9. #8
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Re
    Les termes interférences , battements te sont ils familier?
    La sommation crée un mélange conforme à ce que j'ai écrit, ce mélange est ensuite filtré par les différents filtres qu tu as correctement identifié.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Battement.
    Comme le plus souvent c'est la difference qui est exploitée :
    c'est un montage extrait de celui d'une Théremine
    CQFD
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 05/10/2014 à 21h27.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  10. #9
    skanka

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonsoir,
    Concernant l'usage des égalités trigonométrique, que l'on emploie l'une ou l'autre expression, le résultat doit être le même. Dans le cadre d'un filtre linéaire, l'expression sous forme de somme est plus naturelle à traiter. Sinon on peut voir ça sous forme d'onde porteuse modulée en amplitude par le battement. Dans les deux cas la sortie du filtre passe bas est quasi nulle : deux termes de la somme de signaux atténués ou signal porteur atténué (dont il aurait fallu extraire l'enveloppe pour avoir un semblant de battement...).

    C'est pourquoi on ne peut envisager ce montage dans son aspect linéaire et c'est PIXEL qui semble avoir la solution.
    Pouvez vous approfondir l'explication en ce qui concerne la zone non linéaire de fonctionnement ? Pour moi, lorsqu'un transistor est en zone non linéaire, il est saturé, non ?

  11. #10
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonsoir,
    Non il n'est certainement pas saturé sauf à envisager des signaux d'entrée de plusieurs volts et je répète Theremine!!
    J'ai fais une simul (aux alentours de 1,7Mhz) on récupère bien un petit signal qui est la différence des signaux d'entrée, et le transistor est en linéaire.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  12. #11
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    si il y a des signaux somme ou différence , c'est que le transo n'est pas "tout à fait" en mode linéaire...

    la physique est têtue

  13. #12
    skanka

    Re : Mélangeur de signaux

    J'ai simulé et réalisé en pratique le circuit. Il est fonctionnel, bien que le signal de sortie ne soit pas très joli...

    <<pas "tout à fait" en mode linéaire>> : ça veut dire quoi ?

  14. #13
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    ppffffffffffffffffffffffff

    la multiplication analogique est faite par un élément actif non linéaire depuis prés de 100 ans ,
    lors de l'invention de la TSF "superhétérodyne" encore utilisée.

    les liens gogol ne manquent pas
    Dernière modification par PIXEL ; 07/10/2014 à 22h27.

  15. #14
    Yvan_Delaserge

    Re : Mélangeur de signaux

    Citation Envoyé par skanka Voir le message
    J'ai simulé et réalisé en pratique le circuit. Il est fonctionnel, bien que le signal de sortie ne soit pas très joli...

    <<pas "tout à fait" en mode linéaire>> : ça veut dire quoi ?
    Si le transistor fonctionne en classe A, il est linéaire aux imperfections près des bipolaires. Plus on s'approche de la classe AB, moins il est linéaire et plus on aura des produits de mélange, à F1 + F2 et à F1 - F2.
    C'est le produit de mélange F1-F2 qui passera à travers le filtre passe-bas.

    Pour qu'il soit vraiment très non-linéaire, il faudrait le polariser pour qu'il se trouve en classe C.
    En fait la classe de fonctionnement dépend
    1) de la polarisation du transistor et
    2) de l'amplitude des signaux d'entrée.
    Un civet, un plat de côtes et puis, glissez-moi une petite paupiette avec.( Lino Ventura)

  16. #15
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonjour,
    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    si il y a des signaux somme ou différence , c'est que le transo n'est pas "tout à fait" en mode linéaire...

    la physique est têtue
    Il n'y a pas de multiplication ici des la capa d'entrée on voit tres bien le résultat de la sommation, mais normalement il eu fallut derrière un redressement pour extraire l’enveloppe or il n'y en a pas ce qui fait qu'en sortie du filtre on récupère un zorglub pas très seyant et de tres faible amplitude.
    Nom : cos(a)+cos(b).jpg
Affichages : 265
Taille : 207,6 Ko
    j'ai isolé l'entrée pour qu'il n'y ait point de contestation arguant d'un quelconque effet de la jonction BE.
    C'est dual des interférences lumineuses avec les fentes d'Young dans leurs interprétation en physique classique,il n'est point besoin d'un système non linéaire pour faire une addition,les math sont têtues .
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 08/10/2014 à 11h26.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  17. #16
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    c'est bien de la multiplication analogique !

    (cos a) x (cos b) = 1/2 [ cos (a-b) + cos (a+b) ]

    les produits a+b et a-b ( f1 + f2 et f1 - f2) apparaissent

    physique ET trigo sont tétues

  18. #17
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Re
    non c'est une addition : cos(a)+cos(b) = 2 cos(a-b)*cos(a+b)!!!!
    Cos(a-b) c'est l’enveloppe, cos(a+b) c'est la "porteuse".
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Trigonom%C3%A9trie
    le circuit simulé est strictement linéaire, attends que les modos valident la PJ.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  19. #18
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    " chez moi " cos a + cos b = 2 [ cos (a+b)/2 x cos ( a-b) /2 ]

    bref , j'vois d'où on sort les sommes et différence INDÉPENDANTES des fréquence.

    et pour en finir , une source :

    http://www.tsf-radio.org/jcj110914/tsf/sh_princ.html

  20. #19
    PIXEL

    Re : Mélangeur de signaux

    Citation Envoyé par jiherve Voir le message
    Re
    non c'est une addition : cos(a)+cos(b) = 2 cos(a-b)*cos(a+b)!!!!
    Cos(a-b) c'est l’enveloppe, cos(a+b) c'est la "porteuse".
    a = c'est la porteuse

    b :c'est la modulation.... (ou inversement)

    faudrait revoir les bases

    http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...ro/modula.html

  21. #20
    calculair

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonjour

    Tout dépend de la linéarité du transistor.

    Si il est lineaire on aura 2 cos (a+b) /2 cos (a-b)/2

    S'il est non lineaire il apparaitre des termes 1/2 ( cos (a-b) cos (a+b) )



    Comme il est entre les 2 on aura un peu de tout et sans doute d'autres combinaisons.

    Tout dépend du but recherché
    Dernière modification par calculair ; 08/10/2014 à 12h09.
    En science " Toute proposition est approximativement vraie " ( Pascal Engel)

  22. #21
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Re
    j'ai mal recopié la formule que j'avais déjà donné au #3 (il manque les parenthèses au bon endroit dans ta formule) et ensuite tu n'auras pas raté les "" , le terme en cos((a-b)/2)est "BF", celui en cos((a+b)/2) est "HF" d'où ce que j'ai écrit.
    Le résultat n'est pas indépendant de la fréquence puisque bien évidement a = w0t et b = w1t d’où une formulation plus électronique
    cos(w0*t)+cos(w1*t)= 2 * cos((w0-w1)*t/2)*cos((w0+w1)*t/2) et comme w0 est peu différend de w1 on a au final :
    cos(w0*t)+cos(w1*t)= 2 * cos((w0-w1)*t/2)*cos(w0*t).
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 08/10/2014 à 12h22.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  23. #22
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Mélangeur de signaux

    Bonjour,
    1. cos(w0*t)+cos(w1*t)= 2 * cos((w0-w1)*t/2)*cos((w0+w1)*t/2). C'est (ou devrait être ) évident pour tout le monde ici.
    2. lorsque w0 ~ w1, on observe effectivement une onde de la forme de celle postée message 15. Il n'y a rien de sorcier la-dedans, il suffit de remplacer t dans l'équation précédente par toutes les valeurs de |R. Nota : dans cette simulation, le transistor et les différents filtres ne servent à rien -- ca fait pas de mal de le souligner.
    3. le spectre de ce signal contient uniquement deux raies, situées à w0 et w1. Rien à (w0-w1)/2, ni à (w0+w1)/2. Par conséquent, on peut le filtrer (filtrage linéaire idéal) comme on veut, on n'obtiendra jamais d'onde de pulsation (w0-w1)/2.
    4. Pour obtenir une onde de pulsation (w0-w1)/2, il faut un élément non-linéaire, le transistor fait ici ce travail (comme déjà dit en post 7).

    Simuler le montage permet de se convaincre du point 4 : supprimer le transistor ou le remplacer par son modèle idéal & linéaire (une vccs) annule le signal de sortie.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  24. #23
    jiherve

    Re : Mélangeur de signaux

    Re
    le problème est de déterminer l'amplitude vraisemblable des signaux incidents pour faire passer le transistor en régime non linéaire(détecteur) avec cerise sur le gateau que la veritable expression qui doit etre A*cos(a) +B*cos(b) n'est pas facile a exprimer de façon littérale contrairement à A*cos(a)*B*cos(b), la première induit une forte dépendance du résultat aux amplitudes relatives ce qui amha explique l'usage de mélangeur/multiplicateur/switchs pour faire le boulot normalement devolu à un changement de fréquence.
    A la simul on ressort un picochouilla a la différence des fréquences, artefact ?
    JR
    Dernière modification par jiherve ; 08/10/2014 à 14h45.
    l'électronique c'est pas du vaudou!

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