Electronique > Réalisations > Phasemètre 001

Dernière mise à jour : 12/02/2012

Présentation

Ce phasemètre, facile à réaliser, dispose d'un affichage à LED et permet d'apprécier la phase entre deux signaux audio, entre 0 et 180 degrés.

phasemetre_001_pcb_3d_a

Le circuit disposant de 9 LED, le pas de mesure est de l'ordre de 20 degrés par LED.

Avertissement !

Le schéma n'est pas de moi, je l'ai redessiné à partir de l'implantation des composants sur un typon trouvé sur le net par un internaute, qui me l'a ensuite soumis. Je ne garantis pas le parfait fonctionnement de ce montage, ne l'ayant pas réalisé moi-même. Mais j'ai tout de même procédé à la simulation du circuit sous Proteus qui donne des résultats tout à fait cohérents, et le circuit a été réalisé avec succès par un preneur de son qui m'a fait part de ses expérimentations (voir photos de son proto plus loin).

Schéma

Le schéma est décomposé en deux parties pour plus de clarté : la partie supérieure représente le "mesureur de phase" à proprement parler, et la partie inférieure représente la section affichage à LED.

Phasemetre 001

Mesureur de phase
Cette section comporte deux sous-ensembles : un premier qui joue le rôle de comparateur de tension, et qui transforme les signaux analogiques entrant (In_L et In_R) en signaux "carrés". Il est composé des deux comparateurs U1:A et U1:B, dont le seuil de basculement est fixé à +V / 2 grâce aux résistances R3 et R4 aboutissant sur les entrées inverseuses des comparateurs. Cette même tension +V / 2 est utilisée via R1 et R2 pour fixer le potentiel moyen du signal audio sur les entrées non-inverseuses des comparateurs, tension autour de laquelle évolue le signal audio qui reste avant tout un signal de type alternatif, avec ses alternances positives et négatives. Le second sous-ensemble est composé de 4 portes logiques de type XOR (U3 / CD4030) - dont deux seulement sont réellement utilisées pour la fonction "utile", qui fournit au point B un signal logique dont le "rapport cyclique" dépend de la phase relative entre les deux entrées. L'amplitude crête à crête du signal entrant ne devra pas dépasser 9 Vcac. Si le signal possède une amplitude supérieure à +12 dBu, les diodes zener de 8V2 montées en série tête-bêche entre entrée non-inverseuse des comparateurs de tension et masse, rabottent (ecrêtent) le signal. D'un point de vue "qualitatif", la présence de ces diodes zener ne change pas grand chose, leur rôle principal se résume à protéger les entrées des comparateurs de tension.

Affichage
Cette section comporte un filtre pass-bas (R8 + C4) qui fonctionnent en intégrateur et transforme en une tension continue, le signal à "rapport cyclique" variable fournit par le mesureur de phase au point B. Si l'écart de phase entre les deux voies d'entrée est nul, le signal logique au point B reste nul et la tension en sortie du filtre est également nulle. Plus l'écart de phase entre les deux voies d'entrée est important, et plus les états hauts du signal logique en B durent longtemps (pour des états bas qui durent moins longtemps), ce qui conduit à l'obtention d'une tension continue plus grande en sortie de l'intégrateur (filtre passe-bas). Pour un écart de phase de 180 degrés entre In_L et In_R, la tension aux bornes de RV1 est de l'ordre de 4,6 V. Le LM3914, circuit utilisé pour l'affichage sur barreau de leds, reçoit sa tension de référence haute sur son entrée RHI (borne 6), cette tension est voisine de 4,0 V. C'est parce que cette tension de référence est plus basse que la tension de mesure fournie par R8 / C4, que le potentiomètre de "gain" RV1 est ajouté.

Calibrage
Il est très simple, il consiste à appliquer sur les deux entrées In-L et In_R deux signaux sinus identiques en fréquence et en amplitude, mais opposés en polarité  (écart de phase de 180 degrés). Si vous ne disposez pas de générateur BF, vous pouvez utiliser les deux sorties "chaudes" d'une prise audio XLR analogique (broche 2 de la XLR sur entrée In_L et broche 3 de la XLR sur entrée In_R). Puis il suffit d'ajuster le curseur de RV1 pour que la dernière led D9 rouge s'allume franchement.

Prototype

Aucun réalisé de mon côté, mais en voici un réalisé et utilisé par Sylvère, que je remercie pour ses retours.

phasemetre_001_proto_sc_001a phasemetre_001_proto_sc_001b

Testé avec couple binaural OKMII.

Circuit imprimé

Non réalisé. Celui visible en 3D est celui qui correspond au typon qui n'est pas de moi et qu'on m'a communiqué.

Historique

12/02/2011
- Ajout photos du prototype fonctionnel de Sylvère.
17/10/2009
- Première mise à disposition