Audiyofan
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 Sujet du message: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Lun 09 Jan 2012, 11:16 
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Bonjour a tous.

L'adaptation d'impedance, ne sert qu'a transmettre le maximun d'energie d'un systeme a un autre (par example d'un preampli a un ampli) c'est bien cela?

Si il n'y a pas adaptation d'impedance, y a t'il perte d'informations?

D'avance merci.

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Lun 09 Jan 2012, 19:33 
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Bonjour,

Ca dépend de ce l'on veut faire.

Dans une transmission de puissance, il est bon que le module "émetteur" et le module "récepteur"
aient la même impédance.

Exemple: un gêné de tension de 1 V ayant une résistance interne de 10 Ohm.
Si on lui colle une charge de 10 Ohm:
La tension aux borne de la charge sera de 0.5 V
Le courant débité sera de 50 mA
La puissance sera de 0.5x0.05 soit 25 mW

Si on lui colle une charge de 100 Ohm:
La tension aux borne de la charge sera de 0.909V
Le courant débité sera de 9.09 mA
La puissance sera de 8.3 mW

Si on lui colle une charge de 1 Ohm:
La tension aux borne de la charge sera de 0.0909 V
Le courant débité sera de 90.9 mA
La puissance sera de 8.3 mW


Bilan: pour un gêné, si la charge à une impédance élevée on transmet surtout une tension,
si la charge à une impédance faible, on transmet surtout du courant. La puissance max
est transmise quand la charge a la même impédance que celle du gêné.


S'agissant d'un ampli de tension à deux étages, le problème est différent.
La puissance demandée par l'entrée du deuxième étage est très très faible (entrée sur grille par exemple)
Son impédance est d'ailleurs très grande (plusieurs centaines de kOhm voir quelques megOhm)
L'objectif n'est pas ici de transmettre une puissance mais une tension dans les meilleures conditions possibles, c'est à dire avec le minimum de perte de niveau.
Dans ce cas, on choisi un premier étage ayant une faible impédance de sortie au regard de l'impédance
d'entrée de l'étage suivant.
Une situation inverse conduit à une forte baisse de la tension produite par le premier étage.

Dans les tubes, il faut voir que la grille présente une capacité parasite qui va devenir gênante à haute fréquence. La bande passante de l'ensemble va dépendre du ratio des impédances de sortie et d'entrée.

Supposons une grille avec une résistance de rappel à la masse de 500k et une capacité parasite de 10 pF (exemple ultra simplifié).
Voici les bandes passantes observées:

impédance de sortie 25k bande passante 666 kHz
impédance de sortie 50k bande passante 350 kHz
impédance de sortie 100k bande passante 190 kHz
impédance de sortie 200k bande passante 110 kHz
impédance de sortie 500k bande passante 63 kHz
impédance de sortie 1000k bande passante 47 kHz

On a évidemment intérêt à ce que l'impédance de sortie du premier étage soit faible.
Notons également qu'une impédance de sortie trop forte conduira à une augmentation sensible
de la distorsion du signal.

Pour l'adaptation entre un pré-ampli et un ampli, cette règle doit être respectée. On cherchera
toutefois à ce que l'impédance d'entrée de l'ampli ne soit pas exagérée sinon le moins parasite
sur le câble de liaison induira un courant non négligeable par rapport au courant contenant le signal.
En général, une entrée d'ampli est aux alentours de 47k, ce qui suppose une impédance de sortie
du pré ampli inférieure à 5k.

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Cordialement
Phil
(http://bidulic.free.fr)


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 10 Jan 2012, 09:22 
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Bonjour Philbob,

tub18 pour tes explications limpides. Je vais humblement essayer de compléter la partie bande passante que tu as volontairement simplifié, la formuler va m'aider à l'assimiler :)

Philbob a écrit:
Dans les tubes, il faut voir que la grille présente une capacité parasite qui va devenir gênante à haute fréquence. La bande passante de l'ensemble va dépendre du ratio des impédances de sortie et d'entrée.

Supposons une grille avec une résistance de rappel à la masse de 500k et une capacité parasite de 10 pF (exemple ultra simplifié).
Voici les bandes passantes observées:

impédance de sortie 25k bande passante 666 kHz
impédance de sortie 50k bande passante 350 kHz
impédance de sortie 100k bande passante 190 kHz
impédance de sortie 200k bande passante 110 kHz
impédance de sortie 500k bande passante 63 kHz
impédance de sortie 1000k bande passante 47 kHz

On a évidemment intérêt à ce que l'impédance de sortie du premier étage soit faible.


La liaison inter-étage se transforme en un filtre composé de
- le capacité parasite (C)
- l'impédance de sortie de l'étage précédent (Zout)
- la résistance de grille (Rg)
- la résistance de la grille du tube lui même (Zg).

La capacité voit toutes ces résistances en parallèle, celle de la grille du tube Zg est tellement grande qu'on peut l'ignorer dans notre calcul de la résistance équivalente (Req) qui est alors : Req = (Zout x Rg) / (Zout + Rg). La bande passante du filtre RC ainsi réalisé est Fc = 1 / (2 x π x Req x C), comme la résistance de grille est fixe on retrouve pour chaque valeur de Zout les fréquences de coupure données par Philbob.

Tout pourrait en rester là si Miller n'avait pas vu que les choses sont un peu plus complexes. Ce que dit ce Monsieur c'est que le tube, en proposant du gain, agit comme une paire de jumelles pour les impédances (et donc réactances). Une petite variation sur la grille ou la cathode va entraîner de grosses conséquences sur l'anode et vice versa, une impédance sur l'anode va donc être vue toute petite depuis la cathode (jumelles à l'envers) et une petite impédance sur la cathode va être perçue énorme depuis l'anode (jumelles à l'endroit) ... une petite capacité entre la grille et l'anode va être perçu comme énorme depuis la grille, en fait, le facteur de « grossissement » va être le µ du tube.

Comme un tube est composé de grilles dans le vide, il existe des capacités parasites entre la grille et la cathode (Cgk), entre la grille et l'anode (Cga) et la cathode et l'anode (Cka). Comme le dit Miller la capacité parasite équivalente vue de la grille va donc être C = Cgk + µ x Cga.

Si l'on considère une ECC83 que l'on croise souvent en étage d'entrée : Cga = 1,6pF, Cgk = 1,6pF et µ =100 donc C = 1,6 + (1,6 x 100) = 162pF !!
Si Zout = 5k et Rg = 47k alors Req = 4,5k, Fc = 220kHz ce qui est tout à fait acceptable :) et le voltage « capté » par l'ECC83 vaut 47 x 100 / (47 + 5) = 90% du voltage émis sur la bande audio... on pourrait être tenté d'augmenter inutilement la valeur de Rg pour augmenter ce ratio mais

[quote="Philbob"]
[...] On cherchera
toutefois à ce que l'impédance d'entrée de l'ampli ne soit pas exagérée sinon le moindre parasite
sur le câble de liaison induira un courant non négligeable par rapport au courant contenant le signal.
En général, une entrée d'ampli est aux alentours de 47k, ce qui suppose une impédance de sortie
du pré ampli inférieure à 5k.
[quote]

Philbob, est ce que tu peux développer cette partie s'il te plaît ? tub14 (cela a-t-il à voir avec la capacité parasite du câble ?).

Amicalement,
Chanmix

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Utile : un générateur de papiers millimétrés (log, lin), un traceur de fonctions, un simulateur didactique de circuits, baudline frequency analyzer.


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 10 Jan 2012, 19:07 
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Inscription: Dim 09 Oct 2011, 16:53
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Bonjour,

Après le très intéressant éclaircissement apporté par Chanmix sur l'effet Miller,
regardons de plus près ce qui se passe dans le câble de liaison entre un pré ampli et un ampli.

Attention, ce qui suit n'engage que moi et je réclame le droit à l'erreur.

Voilà comment je vois les choses:

D'un coté un pré ampli, de l'autre un ampli, entre les deux, un câble.
On suppose un câble parfait (résistance et capacité parasite nulles)
Comme le câble à une résistance nulle, il n'y a pas de perte de tension entre le
début du câble et la fin. Seul un courant variable véhicule le signal.
A l'arrivé sur l'ampli, ce courant est transformé en tension par Zin.

Supposons que sur le passage du câble, il y ait une perturbation créant un parasite
qui se matérialise sous la forme d'un courant induit.
Ce courant induit "s'ajoute" au courant du signal est sera lui aussi reproduit par l'ampli.

On a donc tout intérêt à ce que le courant utile, celui du signal, soit bien plus fort
que celui du parasite. Donc, à pré ampli identique et parasite identique,
il faut privilégier une impédance d'entrée d'ampli faible.
(en respectant ci qui à été dit dans les posts précédants)

Exemple: Supposons un pré ampli de Zout 5k, un ampli de Zin 50k et rapport signal à bruit de 60 db
(le parasite est 1000 fois plus petit que le signal)
Si, au lieu de 50k, on prend Zin égale à 500k, le rapport signal à bruit tombe à 40 db
(le parasite sera 100 fois plus petit que le signal)

Donc, ne pas sur dimensionner Zin plus que de mesure (pas plus de 10 fois Zout) et
faire des efforts pour que Zout soit faible (ce qui justifie les sorties de pré ampli
par un montage cathode follower de faible impédance, environ 2k).

On ne parle pas encore du blindage qui atténue l'induction parasite ni de la sortie symétrique
qui tente d'annuler l'effet de la perturbation.


Vous n’avez pas les permissions nécessaires pour voir les fichiers joints à ce message.

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Cordialement
Phil
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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 11 Jan 2012, 09:35 
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philbob a écrit:
On ne parle pas encore du blindage qui atténue l'induction parasite ni de la sortie symétrique
qui tente d'annuler l'effet de la perturbation.


Dommage, car c'est la vraie vie :mrgreen: . Et puis t'as oublié le deuxième fil dans ton schéma :shock:
Manque aussi le prix du câble dans les formules :lol: :lol: :lol:

Mais bravo tub18 c'est déjà super de rappeler que l'impact du câble dépend presque totalement de ce qu'il y a aux deux bouts 8)

Wahl dit 'La Baleine'

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 11 Jan 2012, 12:36 
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Inscription: Lun 06 Avr 2009, 10:09
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Merci Philbob tub30 j'ai tout compris

Amicalement,
Chanmix

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 11 Jan 2012, 23:13 
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Inscription: Dim 09 Oct 2011, 16:53
Messages: 198
Localisation: 15kms sud Rennes
Bonjour,

Cette fois ci, le câble n'est pas parfait.
Pour éviter le courant parasite induit, on utilise un blindage qui entoure
le fil dans lequel circule le courant du signal.

Ce blindage se matérialise par une forme de tresse métallique qui enrobe le fil.
Evidemment, on a disposé un isolant entre le blindage et le fil.

L'objectif de ce blindage est de faire écran aux parasites. En effet, le courant
induit par le parasite va se créer sur le blindage et non sur le fil.
Si ce blindage est raccordé à la masse, les courants indésirables sont directement
évacués vers la terre. On a réalisé ainsi une cage de Faraday qui immunise le fil
des perturbations extérieures.

Cette solution très répandue est très efficace mais transforme notre câble en
condensateur. Le fil et le blindage jouant le rôle des armatures.
Bien sûr, si le câble est de petite longueur, cette capacité parasite sera faible.
De même, on choisira un câble avec une épaisseur d'isolant assez large, toujours
dans le but de minimiser la capacité parasite (épaisseur d'isolant = épaisseur du diélectrique)
Réduire la capacité, c'est éviter de réduire la bande passante.

Si malgré tout notre câble doit avoir une grande longueur, on utilise une autre astuce:
La transmission symétrique.

Cette fois ci, le retour du courant signal ne se fait pas par la masse mais par un autre fil
qui circule le plus près possible du fil qui amène le courant.
Ainsi, une induction parasite produira sensiblement le même effet sur les deux conducteurs.
Comme le sens du courant signal circule en opposition dans les deux fils et que le courant
parasite à le même sens dans les deux fils, la tension parasite va naturellement se soustraire
dans Zin. Si en plus, on entoure nos deux fils d'un blindage, on frise la parfaite immunité.
Attention toutefois à ne pas trop torsader les deux conducteurs sous peine de créer une mini self.

Cette solution impose toutefois une contrainte très forte: sortie du pré ampli et entrée de l'ampli
doivent être conçus pour générer / recevoir du symétrique. Le plus souvent, cela est confié
à des transfos de ligne de rapport 1:1 et des transfos de ligne, c'est couteux si on veut de
la qualité. Néanmoins, c'est cette technique qui est plébiscitée par les pros de la sono
qui doivent faire transiter de faibles signaux sur de grandes longueurs dans des milieux
hostiles (électromagnétiquement parlant).

Un autre avantage des transfos de ligne: la rupture des boucles de masse.
Mais on en reparlera plus tard....

_________________
Cordialement
Phil
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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 17 Jan 2012, 10:03 
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Inscription: Dim 19 Déc 2004, 02:26
Messages: 334
Bonjour a tous.

Citation:
Cette solution impose toutefois une contrainte très forte: sortie du pré ampli et entrée de l'ampli
doivent être conçus pour générer / recevoir du symétrique. Le plus souvent, cela est confié
à des transfos de ligne de rapport 1:1 et des transfos de ligne,


Pourrait on m'expliquer succintement comment on obtient un signale en opposition de phase pour generer une liaison symetrique?

Serait-ce le meme principe que les étages déphaseurs des ampli push pull?

D'avance merci.

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 17 Jan 2012, 10:05 
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Inscription: Dim 19 Déc 2004, 02:26
Messages: 334
suite.....
Citation:
étages déphaseurs


dephaseur du type transfo ?

D'avance merci.

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 17 Jan 2012, 16:35 
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Inscription: Ven 12 Mai 2006, 08:50
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Déphaseur de type transformateur ou amplificateur différentiel, à l'image du déphaseur de Schmitt qui prend un signal asymétrique et le transforme en symétrique pour attaquer un push pull, ton intuition est la bonne (enfin sauf bourde de ma part! :) )

Juste pour ajouter ma touche perso: Je fais la maintenance d'un labo CEM/RF, et je participe aux tests d'amagnétisme. Je confirme que le fait de torsader le câble aide pour éviter qu'il créé un champ magnétique lorsqu'il est torsadé avec le retour associé, je l'ai vu en manipulation:

Objet: une batterie de micro sat
on mesure des niveaux très faibles lorsque la batterie est éteinte. Le client active sa batterie, et là plaf! on a pas pu mesurer le champ magnétique résiduel généré par la batterie parce qu'il y avait 1 et quelques kW qui passaient dans des câbles non torsadés. On voyait qu'eux!

_________________
François


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 17 Jan 2012, 19:20 
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Messages: 2367
Localisation: Sud Lyon / Pays de Caux
Myn Donos a écrit:
Je confirme que le fait de torsader le câble aide pour éviter qu'il créé un champ magnétique lorsqu'il est torsadé avec le retour associé, je l'ai vu en manipulation:


Ben oui, prend n'importe quel câble FTP,.... et même en audio, je n'utilise pratiquement jamais de coax dans les amplis (à l'intérieur) mais des paires torsadées et çà marche aussi bien.

Après, dans une liaison symétrique, c'est royal : Paire torsadée pour les signaux en opposition et le tout sous un blindage ! On trouve çà aussi dans la vieille RS485 et dans les câbles USB je crois bien ! :roll:

AMHA, on ne doit jamais ignorer les retours, et ce, à tous les niveaux (liaisons entre appareils, liaisons interétages etc....). :shock:


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mar 17 Jan 2012, 19:23 
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Inscription: Mer 02 Déc 2009, 08:32
Messages: 2367
Localisation: Sud Lyon / Pays de Caux
:oops: Encore trop vite : dans le post d'avant, il manque en intro :

"cela marche aussi dans l'autre sens !" tub18


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 18 Jan 2012, 13:40 
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Inscription: Lun 06 Avr 2009, 10:09
Messages: 2727
Localisation: Nantes
re Bonjour à tous,

Entre les transfos coûteux pour les liaisons symétriques et les problèmes de boucles de masse pour les liaisons « normales » je commence à me dire qu'inclure le CNA dans l'ampli tel que l'a fait Alain93 dans son non OTL :wink: de 6C41C ... ça permet de s'affranchir de tous ces problèmes en utilisant une fibre optique transférant du numérique. C'est sûr que pour de la sono ce n'est pas envisageable ... :mrgreen:

Amicalement,
Chanmix

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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 18 Jan 2012, 13:43 
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Inscription: Ven 12 Mai 2006, 08:50
Messages: 765
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J'avoue que je trouve l'idée très bonne!

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François


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 Sujet du message: Re: adaptation d'impedance?
MessagePosté: Mer 18 Jan 2012, 20:05 
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Localisation: 15kms sud Rennes
Bonjour,

Certes, mais il ne faut tout de même pas exagérer.
La liaison par câble RCA asymétrique est quand même
plus que correcte du moment que les problèmes de
boucle de masse sont réglés.
Ces boucles de masse font d'ailleurs autant
de "dégâts" au sein même de l'ampli que dans la liaison
entre deux éléments.

On peut facilement utiliser une longueur de 5 m de
câble RCA sans soucis aucun.

Mettre un DAC dans un ampli relève plus d'une fonctionnalité
supplémentaire que d'un moyen de lutte contre le parasite.

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Cordialement
Phil
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