Adaptation d'impédance d'un géophone

[Donut]

Bonjour,

Sur la carte d'amplification du signal d'un géophone se trouve une résistance R1 en parallèle de ce dernier, de valeur 50Ω.
La résistance interne Rg du géophone est de l'ordre de 350Ω.

Sachant que le signal du géophone arrive directement sur l'entrée non-inverseuse d'un ampli-op, je ne comprends pas trop l'utilité de cette résistance R1.

Elle sert supposément pour adapter l'impédance du capteur, mais puisqu'on travaille en tension avec un AOP je ne vois pas en quoi c'est nécessaire.
Cela revient a créer un pont diviseur entre R1 et Rg tel que V+ = Vgeo*R1/(R1+Rg) et donc diviser l'amplitude du signal par 8 alors qu'on mesure à peine quelques mV...

Peut-être faut-il considérer le géophone comme une source de courant (vu qu'il s'agit d'un aimant en mouvement dans une bobine), mais alors comment est calculée cette valeur de R1 à placer en parallèle ?

Merci d'avance pour vos éclaircissements
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[jiherve]

bonsoir
c'est sans doute pour adapter le coax.
JR

[gts2]

Bonjour,

Peut-être un problème d'ajustement de la courbe de réponse, voir : Géophones ... P-Andrieux.pdf pages 8 et 9.

[Vincent PETIT]

Bonjour,
La réponse est clairement écrite page 8, en bas de la première slide.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Donut]

Merci pour vos réponses,

La datasheet du géophone ne donne pas la constante caractéristique K, seulement l'amortissement en circuit ouvert (h0=0.56)

Sur d'autres docs plus complètes de géophones similaires (même résistance de bobinage et fréquence caractéristique), on peut estimer une valeur de K car plusieurs valeurs d'amortissement sont données pour différentes résistances de shunt. Je trouve un K d'environ 1,6.

Ici, en considérant h0=0.56, Rs=50Ω et Rc=375Ω j'ai un amortissement h compris entre 1.4 et 2 pour K entre 1 et 1.6.

Ça me parait élevé, je me demande si il n'y a pas eu confusion entre adaptation de ligne et damping dans le choix de cette résistance. Le câble utilisé n'est pas un coax et à priori ne devrait pas dépasser quelques mètres, et les fréquences d’intérêt sont loin de la HF (1KHz max).

[gts2]

K=σ²/R avec σ la sensibilité.

Je trouve h=2,5 ce qui parait quand même un peu suramorti, il y a peut-être une autre explication ...
Pour avoir la valeur critique de 0,7 il faudrait prendre Rshunt=5 kΩ

[gienas]

Bonjour Donut et tout le groupe

... Le câble utilisé n'est pas un coax et à priori ne devrait pas dépasser quelques mètres, et les fréquences d’intérêt sont loin de la HF (1KHz max).

Attention! le câble coaxial ou plutôt blindé n'est pas nécessairement justifié par la présence de HF mais de gain et d'environnement parasité. Il serait intéressant de constater sur une chaîne Hi Fi traditionnelle, ce que tu entendrais si tu remplaçais les deux mètres de fil blindé entre la cellule du lecteur vinyle par du fil ordinaire, donc non blindé.

A l'écoute, c'est insupportable.

[polo974]

K=σ²/R avec σ la sensibilité.

Je trouve h=2,5 ce qui parait quand même un peu suramorti, il y a peut-être une autre explication ...
Pour avoir la valeur critique de 0,7 il faudrait prendre Rshunt=5 kΩ

En fait, il faudrait voir cette fameuse résistance, fait-elle vraiment 50 ohms...

[gts2]

Désolé, j'avais confondu le facteur d'amortissement mécanique (-α v) avec le h sans dimension.



Cette fois je trouve h quasi égal à 1.

[Donut]

K=σ²/R avec σ la sensibilité.

Comment déduit-on cette relation ?
Par exemple, avec le geophone RGI-HP103 on a :

h0 = 0.25 & Rc=375Ω

h = 0.60 pour Rs = 1339Ω soit K=(h-h0)*(Rc+Rs)/Rc=1.60
h = 0.69 pour Rs = 1000Ω soit K=1.61

Mais σ²/Rc = 2.2

La sensibilité est aussi donnée en fonction de la résistance de shunt pour ce géophone, ce qui ferait trois valeurs de K (2.2/1.35/1.17 ≠ 1.6)

Attention! le câble coaxial ou plutôt blindé n'est pas nécessairement justifié par la présence de HF mais de gain et d'environnement parasité.

Oui ici c'est un câble blindé (du moins gainé d'une tresse métallique) bifilaire. Ma remarque concernait l'adaptation d'impédance en RF quand on utilise du coax 50Ω mais je ne crois pas que cela s'applique ici et la résistance sur la carte ne sert pas à adapter la ligne si je comprends bien.

En fait, il faudrait voir cette fameuse résistance, fait-elle vraiment 50 ohms...

49.9Ω précisément, résistance de précision à 1% (toutes les résistances de la carte ont une tolérance de 1% par ailleurs).

La personne qui a fait le design de la carte l'a justifié par la nécessité (je cite) "d'adapter l'impédance d'entrée de la carte à l'impédance de source car on considère le géophone comme une source de courant". Pas sur que c'était très clair pour cette personne non plus et le choix de 49.9Ω est probablement discutable ? En tout cas il n'est pas fait mention de la correction de l'amortissement dans le reste des explications à ma disposition.

[Donut]

Désolé, j'avais confondu le facteur d'amortissement mécanique (-α v) avec le h sans dimension.



Cette fois je trouve h quasi égal à 1.

Dans ce cas :



Mais ça ne colle pas avec la datasheet du géophone RGI-HP103, je trouve K=0.295 avec cette formule et K=1.6 avec la doc et la relation

[gts2]

Pour le RGI-HP03
h0=0,25
m=11g
sigma=28,8
w0=2 π 10=63
Rs=1339
Rb=375

[Donut]

Pour le RGI-HP03
h0=0,25
m=11g
sigma=28,8
w0=2 π 10=63
Rs=1339
Rb=375

Ah oui au temps pour moi j'ai confondu masse en mouvement et poids total...

Du coup cette valeur de 50Ω n'est pas si incohérente

[gts2]

on considère le géophone comme une source de courant

Une fem source de courant ?

[Donut]

Désolé, j'avais confondu le facteur d'amortissement mécanique (-α v) avec le h sans dimension.



Cette fois je trouve h quasi égal à 1.

Ah mais on a fait la même erreur à deux endroits différents, pour le géophone GV45ZF en question la masse mobile est 11.1g et dans ce cas je trouve h = 3.67

sigma=28.8
Rc=375
m=11.1*1e-3
f0=4.5
Rs=50
h0=0.56

(Je trouve bien h quasi égal à 1 si je prends m=81g)

Donc la valeur de 50Ω n'est pas bonne...

Une fem source de courant ?

Oui je n'ai pas trop compris la justification...

[gts2]

çà se complique ...

[Donut]

çà se complique ...

Je vais tester avec une résistance de shunt de 9.1kΩ pour avoir un h=0.7 et si le signal est meilleur j'en déduirais que c'est une erreur de conception de la carte...