232- Adaptation

1
232- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
II.11.a. Condition dadaptation
i
En BF
Zg
Zr
v
e(t)
e(t) E cos wt
On a la puissance absorbée par la charge
pour Zr Zg
2
233- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
En HF
Ze
or
3
234- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Pour une puissance max il faut
et
Il faut donc
4
235- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Au niveau du récepteur adaptation lorsque le
coefficient de réflexion au niveau de la charge
est nul
5
236- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
II.11.b. Synthèse
Z1
Z2
Zg
Zr
Zc
Q1
Q2
ei
Z3
Dans un système complet générateur-ligne-récepteur
il faut donc deux dispositifs dadaptation
6
237- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Z1
Z2
Zg
Zr
Zc
Q1
Q2
ei
Z3
Q1 quadripôle dadaptation du générateur qui
transforme Ze en Zg
Q2 quadripôle dadaptation de la ligne à la
charge qui doit transformer Zr en Zc
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238- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Z1
Z2
Zg
Zr
Zc
Q1
Q2
ei
Z3
Z2Zc Z1Zc Z3Zc
ZeZcZrZg
Dans la plupart des cas Zg est réelle, donc il
suffit que ZeZg
8
239- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
II.11.c. Adaptation quart donde
Zs
Ze
Zc
Zc
Zr
Un tronçon de ligne quart donde permet une
transformation dimpédance
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240- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Cas dune impédance complexe Zr
Zs
Ze
Zc
Zc
Zr
Si Zr est complexe, limpédance caractéristique
de la ligne quart donde doit lêtre aussi. Pour
revenir à une impédance réelle, il faut placer la
sortie de la ligne sur un ventre ou un nœud de
tension (limpédance est alors purement réelle).
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241- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Adaptation large bande passante
Zr
Zc
Zc
Zc
Zc
Une ligne quart donde ne fonctionne quautour de
la fréquence correspondante. Utilisation de
plusieurs tronçons dimpédances progressives.
11
242- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
II.11.d. Adaptation par stub
Zg
Zr
Zc
ei
d
s
Un stub est un tronçon de ligne de longueur s que
lon branche en dérivation sur la ligne
principale à une distance d de la charge
12
243- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Objectif du stub placer en un point de la ligne
dimpédance réelle adaptée une impédance purement
imaginaire compensant celle de la charge
stub en court-circuit
stub en série
stub en circuit ouvert
stub en court-circuit
stub en parallèle
stub en circuit ouvert
13
244- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Exemple dadaptation par stub en série
On veut alimenter par une ligne 75 ohms un
amplificateur. La mesure de limpédance dentrée
de cet amplificateur, une fois normalisée à 75
ohms montre les variations en fréquence
suivante. Or on veut travailler à 120 MHz et non
150 MHz.
170 MHz
160 MHz
150 MHz
140 MHz
130 MHz
120 MHz
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245- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Emplacement du stub
On sait que quand on connecte une ligne 75 ohms à
cet amplificateur, les lieux de limpédance le
long de cette ligne sont donnés par le cercle
passant par le point dimpédance de la charge.
120 MHz
15
246- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Pour trouver un point où la partie réelle de
limpédance est égale à celle de la ligne, on
cherche les intersections avec le cercle r1 La
distance parcourue vers le générateur à partir de
la charge jusquà la première intersection est
lemplacement idéal du stub.
120 MHz
16
247- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Taille du stub
donne la valeur de u
Au point trouvé, on sait que limpédance
normalisée de la ligne est 1ju
120 MHz
17
248- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Un stub étant dimpédance purement réactive ses
lieux décrivent le cercle extérieur de
labaque. Il faut alors trouver la longueur
nécessaire de stub pour compenser la partie
imaginaire de la ligne.
CC
CO
-u
120 MHz
18
249- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
On peut alors utiliser soit un stub en
court-circuit (longueur donnée par la courbe
verte) ou en circuit ouvert (courbe rouge). On a
donc maintenant une impédance dentrée égale à la
somme des deux impédances soit z1 (impédance de
la ligne)
-u
120 MHz
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250- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Adaptation double stubs en parallèle
court-circuités
d
Zr
d2
Zg
Zc
ei
d1
s1
s2
Zr, Zc, d1 et d2 connus
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251- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
Comme on est en stub parallèle, il faut raisonner
en admittance. On place alors limpédance réduite
de la charge dont on déduit directement
ladmittance.
z charge
y charge
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252- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
z charge
De la charge on se déplace vers le générateur de
d1. On trouve alors le cercle des admittances
cstejb1
y charge
y3
d1/l
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253- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
d2/l
On sait aussi quon veut arriver à une admittance
réelle de 1 au final. On prend le cercle 1jb que
lon fait tourner de d2 vers la charge.
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254- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
On trouve deux solutions pour ladmittance du
premier stub y(s1) y4 y3 y(s1) y4b
y3 admittances purement imaginaires que lon
reporte sur le pourtour de labaque pour trouver
la longueur du premier stub.
B2
y4b
B1
CC
y4
y3
s1/l
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255- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
C2
y4b
Les admittances y5 et y5b sont trouvées par
rotation de d2 des précédentes. On compense ces
parties imaginaires par les points C1 ou C2 ce
qui donne la longueur de s2
d2/l
y5
CC
y4
y5b
C1
s2/l
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256- Adaptation
II.11. Dispositifs dadaptation
II.11.e. Adaptation par réseau dimpédances
ZA
e
l
ZA impédance imaginaire pure pour compenser la
partie imaginaire de ZG . ZA -XG .
YB admittance imaginaire pure pour ramener à
ses bornes une impédance réelle égale à RG .