Un ohmmètre MAGIQUE!!!

[Tropique]

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Voici un mini-projet, mais maxi-décoiffant.

Mais comment un ohmmètre pourrait il être magique?
Après tout, c'est fondamentalement un appareil qui affiche la valeur de la résistance que l'on y raccorde, il n'y a rien de très magique là-dedans, et celui-ci ne fait pas exception à cette description.
Il n'a même pas de caractéristiques extraordinaires, c'est un 2000pts, de précision standard pour cette résolution, et en plus limité à une seule gamme, 0 à 199.9ohms.

Plutot banal et minable donc.

Mais là où on bascule dans le surnaturel, c'est qu'il est aussi capable de réaliser le vieux fantasme des potaches de première année en électronique: si on le branche sur un câble, coaxial ou autre, il va afficher son impédance caractéristique...
Cette aptitude, qui semble tout à fait naturelle au sus-nommés potaches (ben ouais quoi, j'vous avais dit q'c'est comme ça q'ça se mesure) a de quoi ébranler les convictions des électroniciens confirmés: en principe, ce genre de mesure est plutot compliqué et spécialisé, et nécéssite un bon échantillonnage du câble à évaluer, plus un accès aux deux extrémités.
Ici, même pas ce genre de contrainte: même dans sa version la plus rustique, cet ohmmètre se contente de 2 mètres, et est totalement indifférent à la nature de la terminaison. Et il n'est même pas compliqué: deux misérables ICs, tout à fait communs.

Magie..?...?...

En réalité, le principe est très simple: il suffit de faire la mesure de manière tout à fait classique, mais pendant un temps suffisamment court.
Si on ne laisse pas le temps au stimulus de mesure de revenir après s'être réfléchi, tout ce que l'ohmmètre verra est le câble pur.
Si le principe est simple, la réalisation l'est moins: les ondes électromagnétiques ne sont pas réputées pour trainer en route, et même ralenties par le diélectrique du câble, elles tracent encore à 200 000 km/s. Avec un câble faisant la circonférence terrestre, on devrait plier la mesure en 400ms. Encore limite faisable à la main.
Mais si on ne veut pas s'encombrer de kilomètres de câble, il va falloir faire vite, très vite: si on se fixe la limite à 2m, le temps d'aller-retour dans un câble de constitution normale est de l'ordre de 20ns.
En moins de 20ns, il va donc falloir acquérir la valeur de résistance avec une précision meilleure que 0.1%. Ce qui, avec des fonds de tiroir n'est pas nécéssairement évident.

Comment faire?

C'est ce que nous verrons au prochain épisode. Pour les impatients, voici déjà le schéma, et une ou deux photos du proto.

A suivre....
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[invite7b77ab72]

Si ca marche en tout cas c'est balèze...

sauf si tu as mis une résisance de 50 ohms au bout de ton cable,

[Tropique]

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Résumons le fonctionnement:

On crée un courant fixé, ici 10mA que l'on applique à la résistance inconnue, et on mesure la ddp résultante aux bornes de cette résistance. Rien que du classique.
Sauf qu'ici, cette mesure se fait en ~15ns.
Il va donc falloir un générateur d'impulsion qui va définir cette durée de mesure, et l'utiliser pour commander le générateur de courant ainsi qu'un interrupteur, qui va connecter le "voltmètre" sur le point de mesure. Cet interrupteur va faire partie d'un sample-hold, pour conserver la valeur mesurée sur un condensateur entre les impulsions.

Voyons sur le synoptique comment cela est mis en musique:

L'oscillateur-maître est archi classique, basé sur une porte à hystérésis. La fréquence d'oscillation est de l'ordre de 50KHz, non-critique. A priori, pour "rafraichir" efficacement le condensateur de maintien, il faut une fréquence aussi élevée que possible.
Cependant, on ne peut non plus pas aller trop haut: il ne faut pas qu'une "vieille" impulsion réfléchie vienne perturber la mesure en cours. Ici, avec 20µs, on peut théoriquement aller jusqu' à 2Km, ce qui peut sembler ridiculement surdimensionné.

Mais il y a certains aspects supplémentaires à prendre en compte: cet appareil ne servira pas seulement à mesurer des câbles, mais aussi des lignes à retard p.ex., et il ne faut pas oublier non plus que des réflections multiples sont possibles.
Comme la terminaison est normalement incorrecte (puisqu'elle est inconnue), il pourra y avoir plusieurs aller-retours dans la ligne, et un de ces fantômes, même s'il est fortement atténué, pourra venir perturber la mesure en cours (on doit être sensiblement meilleur que 0.1%, et aucun écho n'est tolérable).
Une marge confortable est donc prise, puisque ce n'est pas très coûteux techniquement.

Pour former l'impulsion de 15ns à partir du carré à 50KHz, la méthode de choix serait de faire appel à des lignes. Mais c'est une technique un peu lourde, et les coax courants, de 50 ou 75 ohms ont une impédance trop basse pour s'interfacer facilement à la famille 74HC choisie ici. Des réseaux RC ne donnent pas de bons résultats à cette vitesse, et c'est un compromis qui a été adopté: un circuit LC, une cellule élémentaire de ligne simulée, qui permet d'obtenir une impulsion suffisamment nette et stable, avec un minimum de volume et de complication.
L'impulsion créée est bufferisée et normalisée par quelques portes en parallèle, et attaque la source de courant.

A partir de là, les choses se compliquent....

Il faudrait en principe un switch, également commandé par l'impulsion, qui échantillonne la tension au bon moment. Ce switch doit avoir des caractéristiques assez exceptionnelles, en termes de vitesse, de précision, d'injection de charge....

Normalement, ce serait un anneau de diodes ultra-rapides et spécialement appariées. Pas l'idéal pour une bidouille de bas étage.

La solution retenue consiste à utiliser le courant lui-même pour faire la commutation, par l'intermédiaire d'un simple bipolaire: le courant passe par la base, et "inonde" les jonctions, se retrouvant sur le collecteur et l'émetteur. Quand le condensateur est chargé, tout le courant passe par la résistance inconnue, et le transistor reste conducteur, court-circuitant émetteur et collecteur.
Lorsque l'impulsion disparait, le transistor cesse de conduire, à part quelques charges résiduelles qui déchargent un peu le condensateur de hold; mais comme sa valeur est relativement élevée, cet effet reste gérable.

Dans ce montage, la distinction entre émetteur et collecteur du transistor est assez floue: en théorie, la ligne est le point à basse impédance, et devrait être raccordée à l'émetteur, par où passe le courant de mesure.
Ici, le transistor est à l'envers; cela permet de bénéficier du beta inverse, beaucoup plus faible, et évite de sursaturer la région de collecteur (ici l'émetteur) en porteurs. Une résistance de 120 ohms contribue encore à diminuer le courant de base, pour réduire le plus possible le temps d'extinction. Un autre avantage de cette configuration est une tension d'offset très faible entre émetteur et collecteur.
Certains transistors fonctionnent mieux que d'autres dans ces conditions, et c'est pratiquement imprévisible à partir de la datasheet. La bonne nouvelle est que la simulation, sans être à 100% fiable, donne d'assez bonnes indications. Un simple 2N2369 fonctionne en tous cas très bien; c'est une variante plastique, MPS2369, qui a finalement été retenue pour le proto.

Il y a encore un peu de cuisine interne à effectuer pour rendre le système utilisable:

Entre les impulsions, on ne peut pas se permettre de laisser la ligne mesurée ouverte: elle pourrait acquérir ou conserver des charges si elle n'est pas terminée du tout, et il faut, dans la mesure du possible essayer d'amortir les réflections parasites.
Il n'est pas possible de la terminer correctement, puisque par définition, son impédance est inconnue (sinon, cet instrument serait inutile), mais on peut au moins limiter les dégâts, et appliquer une impédance moyenne, qui, à chaque aller-retour, atténuera l'impulsion jusqu'à son extinction totale (sa disparition sous le plancher de bruit). C'est un FET qui est chargé de cette tâche; sa résistance D-S est à peu près dans la bonne gamme, et son temps de commutation est négligeable.
Une commande de gate adaptée permet une translation de niveau, et les 1 ou 2ns de marge nécéssaires pour que tout se goupille sans à-coups.

500 microsecondes montre ce qui se passe à une échelle de temps assez longue; on voit la charge du condensateur de hold. L'horloge, en rouge, est mise pour fixer les idées (à un niveau arbitraire).
300 nanosecondes montre le détail, en particulier les réflections multiples sur la trace verte.

A suivre....

[Tropique]

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Nous avons vu les principes de fonctionnement de l'ohmmètre, et les circuits qui permettent de les appliquer.

Cependant, même s'il sont fonctionnels à l'état "brut", ils ne permettraient pas d'atteindre une précision meilleure que quelques pourcents; ce qui serait déjà interéssant en soi, mais pas suffisant pour faire un véritable instrument de mesure.

Pour en faire un appareil de classe acceptable, il va falloir tenir compte d'un certain nombre d'effets. Certains ont déjà été mentionnés en passant.

• Le transistor d'échantillonnage ne réagit pas instantanément; malgré les précautions prises, il reste encore conducteur quelques centaines de ps à une ou deux ns après la disparition de l'impulsion de courant. Cette conduction prolongée extrait une certaine quantité de charge de C1, et diminue le "rendement" apparent de l'échantillonneur. La tension récupérée sera donc moins élevée que prévue, et il faudra le compenser en augmentant un peu le gain de la chaîne de traitement avant l'affichage. L'ajustable I2 permet cette calibration d'échelle, et rattrappe aussi les autres erreurs dues aux tolérances, etc.
• L'offset du transistor n'est pas nul: lorsque la mesure est en équilibre, la jonction de collecteur de Q2 est soumise à une densité de courant non-négligeable (10mA-Vbe/120), alors que celle dans son émetteur est nulle. On s'attend donc à ce que la tension sur l'émetteur soit supérieure à celle du collecteur (point de mesure). Heureusement, les jonctions ne sont pas isolées, et sont couplées par l'effet transistor, ce qui tend à égaliser les tensions, et cet effet est renforcé par l'asymétrie du gain exploitée en inversant C et E. Il reste cependant une tension résiduelle, toujours positive, qui est compensée grâce à I1 qui permet de décaler la sortie de U8. Ce réglage corrige également toutes les autres sources d'offset.
  
  La compensation de ces effets du premier ordre n'est pas encore suffisante pour assurer une linéarité totale.
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• Si on relève la caractéristique, on va constater une compression de la lecture vers les valeurs élevées: courbe rouge sur le graphe "Non Lin", à comparer à la réponse idéale, en vert, qui devrait être parfaitement linéaire.
  Le montage réagit comme si une résistance parasite était présente en parallèle avec l'impédance à mesurer, ajoutant un terme de non-linéarité hyperbolique à la fonction de transfert: 1/Rp.
  L'effet, négligeable pour les faibles valeurs, devient sensible vers le haut de l'échelle.
  Il y a plusieurs causes à cette non-linéarités: statique d'abord, la source de courant est rudimentaire, et possède une conductance de sortie non-négligeable. L'effet Early, dans le transistor Q1 est le coupable.
  Il y a aussi les capacités parasites, dues à J1, au câblage, au connecteur, qui doivent être chargées à chaque impulsion. Tous ces effets contribuent à réduire la valeur apparente de Rp.
  Si l'effet était suffisamment faible, il pourrait être masqué en décalant le gain (droite violette), ce qui répartirait les erreurs sur toute la gamme. Cela pourrait être complété en décalant le zéro.
  Mais ici, ces emplâtres ne permettraient pas d'obtenir mieux que +/-2% d'erreur.
  Le remède utilisé consiste à augmenter le courant de mesure pour les valeurs plus élevées de Rx. Cette manière de faire a l'avantage d'introduire une compensation exactement complémentaire de la non-linéarité d'origine, il est donc possible de trouver un "fit" idéal (en combinaison avec les autres corrections).
  Cet asservissement ne se fait pas en temps réel, ce serait difficile compte tenu de la vitesse exigée.
  La correction est introduite au niveau de la tension d'alimentation générale du circuit, en ajoutant une fraction de tension mesurée à la tension de référence du régulateur, grâce au diviseur R23/R15. La concavité de la caractéristique ainsi obtenue compense parfaitement la convexité d'origine. Les valeurs sont fixes, puisqu'il ne devrait pas y avoir beaucoup de dispersions. Si c'était nécéssaire, il serait possible de modifier R23.

Encore quelques images du proto en train de se compléter: on voit que les applications ne se limitent pas simplement aux câbles.

A suivre....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tropique]

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Le reste du circuit n'appelle pas beaucoup de commentaires.

Au niveau de l'alimentation, une LED permet d'indiquer quand l'AOP de régulation part en butée, càd quand la tension de pile est trop faible. Cela permet une indication très précise de fin de vie, qui s'adapte d'ailleurs en fonction de l'impédance mesurée, puisque l'alimentation est modulée par celle-ci. La LED s'allume à une tension allant de 5.6V à 6V, ce qui permet une bonne utilisation de la pile.

Le module voltmètre est alimenté par une pompe de charge flottante. C'est un module récupéré d'un testeur de piles, qui a un certain nombre d'avantage par rapport aux modèles classiques:

-Il est un peu moins cher, ce qui est assez anecdotique car pour quelques cents, ce ne serait pas décisif.
-Il est nettement plus compact, quelques mm d'épaisseur, et un faible encombrement général, tout en gardant des chiffres très lisibles.
-Il s'alimente en 3V au lieu de 9V, en conservant une consommation de 1mA, ce qui est très clairement un avantage important également.

L'indication "Lo Bat" apparait à 2.6V. Les tensions sont donc vraiment divisées par 3 par rapport aux modules normaux.
Pour tout le reste, c'est un clone parfait, y compris le système d'alimentation qui requiert une tension flottante, mais plus facile à générer vu la faible valeur.
J'ai acheté un certain nombre de ces testeurs, rien que pour pouvoir les cannibaliser....
On pourrait mettre n'importe quel module de 200mV, avec une alim adaptée.

Composants:
Il est souhaitable de mettre des résistances à 1% partout, pour un appareil de mesure, ce n'est pas du luxe, et cela garantira une bonne stabilité.

Le seul condensateur critique est C1, qui doit de préférence être au polystyrène, ou à la rigueur au polypropylène ou céramique COG, pour cause d'absorption diélectrique.

Pour les transistors, je recommande de s'en tenir aux types indiqués, même si j'ai testé avec succès d'autres références; ceux-ci sont assez courants, et ne poseront pas de problème d'approvisionnement. le 2N2369 existe aussi en plastique, 2N5769, MPS2369, et aussi un européen BSxxx dont j'ai oublié la référence exacte. Les diodes schottky sont de petites BAT81 ou équivalentes.

Construction, layout:
C'est un circuit à la fois rapide et précis, une combinaison habituellement léthale....

Ici, beaucoup d'efforts ont été mis dans le design, avec pour résultat une facilité surprenante à obtenir des performances élevées.... mais il ne faut quand même pas pousser le bouchon trop loin, et tout ce qui est directement autour de l'échantillonneur doit être soigné, compacité maximale, layout reflet exact du schéma électrique, etc. La moindre surlongueur ou inductance parasite se payera cash. Pour un peu fixer les idées, j'ai mis la photo d'un circuit réalisé de façon classique, ayant à peu près le même niveau de performances. Cela donne une certaine "perspective"...
Ce qui est autour du 74HC14 est moins crucial, mais cela reste de la circuiterie assez rapide, et ne peut être cochonné: bons découplages, etc, sont de rigueur.
Il faut aussi que le port de test ait des connections aussi courtes que possible: dans la zone de "lancement" de l'impulsion, la moindre discontinuité d'impédance a des effets démesurés, en particulier l'inductance parasite. La photo en gros plan du message précédent montre comment c'est réalisé sur le proto.

A suivre.....

[invitec1cd705e]

Il faut aussi que le port de test ait des connections aussi courtes que possible: dans la zone de "lancement" de l'impulsion, la moindre discontinuité d'impédance a des effets démesurés, en particulier l'inductance parasite.

Bonjour,

Je comprend pas l'intérêt de faire tourner les deux pistes autour des trous entre les deux bobines : ca rajoute de la longueur (pas dramatique), mais surtout une inductance (parasite?). Je suis sur que si c'est routé comme ca c'est pour une bonne raison, mais je la saisi pas...

Ca sert à quoi en fait?

[Tropique]

Je suppose que tu parles de l'image "sampler", pas de mon proto.
Ces pistes se trouvent dans la partie de formation de l'impulsion d'échantillonnage, elles permettent d'attaquer la diode step-recovery avec une inductance adéquate.

[Tropique]

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Calibration

Pour la calibration, il va falloir trois résistances: 10, 100 et 180. Il n'est pas nécéssaire qu'elles soient précisément de cette valeur, il suffit juste de la connaitre précisément (grâce à un ohmmètre conventionnel p.ex.).

Il est par contre indispensable qu'elles soient absolument non-inductives, l'idéal étant des SMD. A défaut, des résistances film carbone ou métal de 1/4W max, de préférence moins.

Il faudra les connecter à l'appareil via un connecteur normal, pour reproduire exactement les conditions de fonctionnement et éliminer par la calibration tout ce qui n'est pas le câble (ou autre) à tester.

La meilleure solution est de sacrifier un cordon BNC, le couper à 2~3mm du connecteur. On ne cherche pas à dénuder le "moignon", on pose juste la résistance SMD sur la section, entre l'âme et la tresse, et on soude directement. Même si on ne recourt pas à cette solution, il ne faut en tous cas pas laisser le moindre fil entre le composant étalon et le connecteur.

• On commence par la résistance de 10, et on règle le zéro (I1) pour lire la valeur effective de la résistance.
  
• On passe à la 180, et on règle l'échelle (I2).
  
• On refait la procédure autant de fois que nécéssaire pour avoir les valeurs exactes au digit près dans les deux cas.
  
• On connecte enfin la 100. Normalement, si le layout est conforme, la valeur affichée doit être exacte à + ou - 0.1 près (0.2 si on est moins exigeant). Si ce n'est pas le cas, cela signifie que la correction n'est pas adaptée au layout. Si la valeur lue est plus élevée cela signifie que la correction est insuffisante, et il faut diminuer R23, p.ex. 110K ou 100K.

Si au contraire la valeur lue est trop basse, R23 doit être augmentée.

Si on modifie R23, la procédure doit être reprise au début.

Note:
Une résistance de 10 est utilisée pour régler le zéro, parce qu'aucun effort n'a été fait pour permettre de descendre jusqu'à 0: la sortie de U8 ne descend pas tout à fait à 0V.
Il ne serait pas difficile d'y arriver, il y a des sources internes de tensions négatives qui permettraient de polariser la sortie, mais compte tenu des applications, ce n'est pas nécéssaire: on sait descendre jusqu'à au moins 5, ce qui est suffisant pour des lignes de transmission, etc.

Utilisation

Il est important d'essayer de connecter l'impédance inconnue de manière aussi directe que possible. Pour un câble, l'idéal est de le connectoriser. Il ne faut surtout pas de longueurs de fils libres. Même la connection d'un coax "façon fil blindé", en réunissant la tresse d'un côté a déjà un impact détectable sur la précision. Si ce n'est qu'une estimation, p.ex. pour savoir si un coax est 50 ou 75, c'est sans importance, mais si on veut exploiter la résolution de 0.1, cela compte.

Il faut que le dispositif inconnu ait une longueur électrique > 10ns (20ns aller/retour). Pour des coax standard, cela représente 2m. S'il s'agit d'un type à diélectrique aéré, ce sera plus, la limite étant évidemment 3.3m.

Tout ce qui se trouve au-delà des 10ns est sans influence: cela signifie que, passé cette distance, les discontinuités et en particulier la terminaison n'ont plus d'influence. L'extrémité peut donc indifféremment être ouverte, en court-circuit, adaptée, ou terminée par une impédance quelconque: par exemple être laissée branchée sur un appareil à condition que celui-ci soit passif (entrée).

Si le moindre signal est présent, il va complètement perturber la mesure. D'autre part, le port de mesure n'est pas protégé: une protection apporterait trop d'éléments parasites perturbateurs. Il faut donc faire attention à ne pas le brancher sur une tension destructrice. Il n'est pas particulièrement fragile, et supportera tous les signaux "courant", vidéo, télécom, etc, mais pas une téléalimentation ou la sortie d'un émetteur.

La structure est théoriquement asymétrique, et ne conviendrait donc normalement pas pour des mesures symétriques. Cependant grâce à sa faible taille physique (et donc électrique) et à son alimentation sur pile, il peut être considéré comme flottant par rapport à l'espace ambiant, ce qui est une sorte de balun implicite. Ce n'est pas tout à fait parfait, mais si on le pose sur un support isolant (sans le tenir à la main), l'approximation est suffisante pour faire des mesures avec une dégradation de précision très minime. Si on est perfectionniste, on peut ajouter une ferrite de mode commun (voir photo) pour parfaire la LCL (ou LCTL). On peut sans problème faire des mesures sur des "twisted pairs", d'un cable ethernet p.ex.

Applications

La plus évidente (et la plus bluffante) est la mesure de câbles, que ce soit pour vérifier les tolérances d'un câble connu, ou pour mesurer l'impédance d'un câble inconnu, ou non spécifié: on peut par exemple voir que les câbles blindés audio sont généralement assez bas, une trentaine d'ohms. On peut également évaluer l'impédance d'un câble secteur, pour savoir comment il se comporte vis-à-vis du PLC, ou tester une rallonge téléphonique POTS pour savoir si elle conviendra bien au DSL (qui n'aime pas trop les ruptures d'impédance).
Mais il ne faudrait pas s'en tenir là: on peut également faire des mesures dans des modes non-prévus: par exemple, dans un câble multi-coaxiaux, l'impédance individuelle de chaque constituant est bien définie, mais qu'en est-il d'un câble par rapport aux autres, ou par rapport à l'écran général? Ce genre d'information a de l'importance pour l'étude des interférences conduites, entre autres.
Les câbles sont loin d'être les seuls éléments testables: on a vu précédemment un exemple avec une ligne à retard, mais tout ce qui est atténuateur, splitter, balun, adaptateur d'impédance, etc, est également susceptible d'être mesuré.
Il y a dans ces cas une chose importante à garder à l'esprit: la mesure n'est pas faite à une fréquence unique et définie, mais dans un spectre assez large, et plutot élevé: avec l'impulsion utilisée, le premier lobe du spectre se termine vers 60MHz environ, et le second a son énergie centrée sur ~90MHz. Il faut donc que l'élément testé garde une impédance cohérente jusqu'à des fréquences assez élevées. Je n'ai pas réfléchi sérieusement à la nécéssité d'avoir plus que le lobe de base pour pouvoir faire une mesure valable, mais intuitivement, j'aurais tendance à dire que les lobes supérieurs interviennent, au moins dans une certaine mesure.
Cela signifie qu'en général, il ne sera pas possible de tester des éléments n'ayant pas une réponse plate en fréquence, ce qui exclut les filtres ou les ensembles créés avec des lignes (baluns, etc) ayant une longueur électrique trop faible.
Les éléments trop limités en fréquence sont en principe aussi exclus: cela devrait être le cas pour la ligne à retard montrée précédemment, puisque c'est un type vidéo, mais dans ce cas précis, elle garde son impédance bien au-delà de son domaine normal d'utilisation.
Ces restrictions peuvent sembler excessivement intrusives, mais elles découlent directement de la longueur relativement faible requise pour faire une mesure: la physique est inflexible, et on ne peut à la fois avoir le beurre et l'argent du beurre (je vous épargne le chapitre sur la crémière).


A suivre.....

[curieuxdenature]

Bonjour Tropique

je suis toujours impressionné de la qualité de tes projets et celui là m'intéresse, serait-il possible que tu joignes le fichier .asc pour l'étudier ?
Merci d'avance.

[Tropique]

Cette version diffère par quelques détails, mais elle "fonctionne":

[curieuxdenature]

Merci tout plein des masses.

[Tropique]

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Vitesse et longueur minimale

La version présentée est relativement rustique et peu exigeante en ce qui concerne les composants et la réalisation. C'est un choix qui a été fait, pour permettre à tous (ou presque) de la réaliser, sans être confronté à des problèmes d'approvisionnement de composants ou de réglage insurmontables.

Le prix à payer est une distance minimale relativement longue lorsqu'on mesure des câbles (2m). Si on veut réduire cette distance, il n'y a qu'un seul moyen: réduire la durée de l'impulsion de mesure.

La durée est déterminée par les composants formant l'impulsion, essentiellement C3 et L1. On peut donc envisager de les réduire.

• Pour C3, la marge de manoeuvre est faible: les capacités parasites sur la cathode de D8 forment avec lui un diviseur capacitif, et si on le diminue, on passe très vite sous les seuils de déclenchement du trigger: avec 33pF, le fonctionnement devient tout à fait aléatoire.
  
• L1 permet plus de latitude, et une diminution à 1µH est possible, moyennant une sensibilité un peu plus élevée aux effets parasites; il est même possible d'aller encore plus bas, en particulier si l'on réduit ou supprime la résistance d'amortissement R11.

Dans ces conditions, quelque peu acrobatiques, la distance peut descendre à presque 1m.

Mais si on veut réellement diminuer le plancher dans de bonnes conditions, il faut passer à la vitesse supérieure, et prendre un 74AC14 au lieu du 74HC: il est beaucoup plus rapide, et possède également une meilleure sortance. Son simple remplacement ne change pas grand chose, mais il permet de réduire sensiblement L1 et C3, et de passer ainsi confortablement sous le mètre.
Il n'est plus nécéssaire de garder U4 et U5, ce qui permet de réduire la capacité parasite.
Pour bénéficier au mieux de l'amélioration, il est souhaitable de choisir un type un peu plus rapide pour Q1: BF509, BF979, BFT92, MPSH69, etc.

On peut également former l'impulsion au moyen de lignes de transmission, pour obtenir un créneau de mesure plus net et plus stable. Une telle ligne peut être introduite à différents endroits, Sample bis montre un exemple de "stub" (un coaxial non terminé) dans l'émetteur du transistor.

Il va sans dire que les difficultés de réalisation augmentent exponentiellement avec la vitesse, et le layout devient critique si l'on veut bénéficier pleinement des meilleures performances.
Il y a aussi un autre prix à payer: le spectre généré est directement lié à la largeur d'impulsion, et une réduction de celle-ci remonte d'autant les fréquences injectées dans l'échantillon testé.

Il faut donc bien peser l'impact d'une "amélioration" de cet aspect....

Si des modifications sont entreprises, il faudra également adapter les corrections: le rendement de l'échantillonneur va baisser pour des impulsions plus courtes, et les non-linéarités vont augmenter, nécéssitant de revoir les valeurs de R21 et R23.

A vitesse élevée, le besoin d'un blindage et/ou d'amortissements supplémentaires pourra se faire sentir: par exemple, une résistance de 47 ohm en série avec le collecteur de Q1, et de 10K avec l'entrée + de U8.

Autres points

• Si on désire pouvoir descendre à 0 ohm, on peut polariser la sortie de U8 avec une résistance allant à une tension négative, pour y faire passer une vingtaine de µA. Un embryon d'alim négative existe déjà: C7, D4, il pourrait être complété par une diode et un condensateur supplémentaires.
  
• Pour pouvoir utiliser un module millivoltmètre standard, alimenté en 9V, il suffit de transformer le doubleur D9, D10 en tripleur comme dans le projet sur le 7106.

MagicBis montre les entrailles d'un exemple de réalisation plus rapide, basé entièrement sur des lignes (coaxiaux).

Fin.

[invite635643ae]

Bravo, tu es très fort, faire ca sans utiliser de la programmation c'est baleise, l'analogique est une branche excpetionnelle de l'électronique

[Tropique]

Bravo, tu es très fort, faire ca sans utiliser de la programmation c'est baleise,

Merci
Dans ce cas précis, la programmation ne pourrait pas simplifier le problème: on pourrait s'en servir pour piloter un joli écran LCD, des LEDs, etc, mais l'acquisition resterait inchangée: il faut pouvoir capturer des événements de l'ordre de la ns avec une précison meilleure que 0.1%, et là il n'y a que du "dur" qui peut le faire.
Il serait possible de "sous-traiter" le problème en employant un convertisseur A/D rapide et précis, mais ce ne serait pas si bon marché, ni aussi frugal en consommation, et il faudrait pouvoir mémoriser et traiter un flux de données à 100 ou 200Mbit/s