Electronique > Bases > Mesure impédance sortie sur équipement BF
Dernière mise à jour : 01/05/2011Présentation
Il existe plusieures méthodes pour mesurer l'impédance de sortie d'un équipement BF. Des très rigoureuses - tellement rigoureuses que je ne les comprend pas - et des moins rigoureuses que je comprend et qui donnent satisfaction dans bien des cas. La méthode de mesure proposée ici suppose que l'équipement BF dont on souhaite connaitre l'impédance de sortie est capable de fournir un signal de manière permanente, tel une onde purement sinusoïdale (sortie générateur BF par exemple), un son d'instrument de musique tel qu'orgue ou flute (sortie synthétiseur musical par exemple) ou un passage musical très bref lu en boucle (sortie lecteur CD audio par exemple). La mesure s'effectue à l'aide d'un voltmètre BF (un voltmètre classique ne convient pas toujours à cause de sa bande passante trop limitée) ou d'un oscilloscope analogique ou numérique.Avertissement
La méthode décrite ici est valable pour une sortie de type "ligne" (Monitor, Aux, Line Out, etc) et n'est pas du tout applicable pour une sortie d'amplificateur BF destinée à être raccordée sur un HP !Mesure à l'ohmètre ?
Mais pourquoi diable se compliquer la vie et ne pas se contenter de mesurer l'impédance de sortie de son synthé Roland avec un simple multimètre positionné en mode ohmmètre ? Avez-vous déjà essayé ? Avez-vous envie d'essayer ? J'espère que oui, surtout pour la deuxième question. La mesure d'une impédance se fait avec un signal source de type alternatif, alors que la mesure d'une résistance ohmique peut s'opèrer sous une tension continue. Mais on pourrait tout aussi bien utiliser un signal source alternatif pour mesurer une résistance (je vous dis ça uniquement pour vous embrouiller, ça semblait commencer trop doux). Bref, on ne peut pas mesurer l'impédance de sortie d'un équipement simplement avec un ohmmètre, surtout si ladite sortie est dotée d'un condensateur de liaison qui s'oppose au passage d'un courant continu...Principe du procédé proposé
Le principe est simple et repose sur l'utilisation d'un pont diviseur résistif. On effectue la mesure en plusieurs étapes, qui sont les suivantes :Préparation - Faire en sorte que l'équipement audio dont on souhaite connaitre l'impédance de sortie délivre un signal sonore de façon permanente, de préférence un son d'amplitude constante et le plus sinusoïdal possible, sur une fréquence voisine de 1 kHz. S'il s'agit d'un instrument de musique (synthé, expandeur, échantillonneur) ou d'une interface audio, faire jouer un son d'orgue "plat" ou de flute en Do5, par exemple. Pour ce qui est de l'amplitude de sortie ce n'est guère critique puisqu'on va effectuer des mesures en relatif. Une amplitude comprise entre 50 mV et quelques volts convient parfaitement. Veiller à ce que le signal audio fourni en sortie ne sature pas.
Etape 1 - Mesurer et noter l'amplitude du signal BF en sortie de l'équipement avec le mesureur - oscilloscope ou voltmètre BF à haute impédance d'entrée (minimum 100 kO).
Remarque : la sortie BF de l'équipement ne doit être reliée à rien d'autre qu'à l'appareil de mesure. Pas même à un ampli BF pour écouter ce qui sort pendant la manip.
Etape 2 - Brancher sur la sortie BF un potentiomètre de 4,7 kO ou 10 kO câblé en résistance ajustable (RV1 sur le schéma qui suit), avec curseur positionné pour obtenir une résistance maximale entre les points A et 0V. L'appareil de mesure (oscilloscope ou voltmètre BF) doit rester connecté, il se retrouve donc en parallèle sur la charge additionnelle constituée par le potentiomètre. A ce moment l'amplitude du signal BF mesurée peut diminuer un peu, si c'est le cas c'est tout à fait normal.
Etape 3 - Diminuer de façon très progressive la valeur de la résistance ajustable jusqu'à ce que l'amplitude mesurée avant mise en place du potentiomètre soit diminuée de moitié. Si par exemple vous aviez relevé une amplitude crête à crête de 700 mV à l'étape 1, alors tournez l'axe du potentiomètre jusqu'à lire une amplitude crête à crête de 350 mV. Procéder lentement car ça peut ne pas bouger beaucoup au début et descendre assez rapidement à partir d'une certaine position. Si l'amplitude descend en-dessous de la moitié de la valeur originale, revenir légèrement en arrière pour retrouver la valeur moitié.
Etape 4 - Débrancher le potentiomètre sans toucher à son axe et mesurer sa valeur à l'ohmmètre. La valeur lue correspond en gros à l'impédance de sortie du générateur sonore.
Que s'est-il passé ?
Le potentiomètre RV1 constitue avec l'impédance de sortie inconnue RS, un pont diviseur. En diminuant la valeur du potentiomètre RV1, la proportion de signal qui se trouve aux bornes de RS augmente et la proportion de signal qui se trouve aux bornes de RV1 diminue. Quand RV1 est réglé à une valeur égale à RS, la tension délivrée par le circuit électronique de la source sonore se trouve équitablement répartie sur RS et sur RV1. C'est à ce moment que l'impédance de RS équivaut à l'impédance (et aussi résistance pure) de RV1. La mesure de l'étape 1 permet simplement de connaitre la valeur de la tension générée par la source sonore, c'est à dire ce qu'on mesurerait si on pouvait se brancher juste avant RS. Cette mesure est faite sous haute impédance pour que la chute de tension occasionnée dans RS soit à ce moment négligeable. Connaissant cette valeur et sachant qu'elle se répartie moitié / moitié sur RS et RV1 quand les deux impédances sont de même valeur, on à connaissance de l'égalité quand on lit la moitié de la tension sur l'une des deux impédances RS ou RV1.Limites du système et remarques diverses
- Si la sortie de l'équipement audio est à très basse impédance (inférieure à 10 ohms), la valeur du potentiomètre RV1 doit être revue à la baisse, 1 kO voire 100 ohms. Si on garde la valeur de 10 kO, la chute de tension attendue se produit quand le curseur du potentiomètre se trouve en position extrême, ce qui rend peu confortable et peu précis la manip. Il n'est pas conseillé de descendre en-dessous de 100 ohms pour le potentiomètre, pour ne pas surcharger la sortie de l'équipement audio. En outre, certains équipements audio professionnels sont capables de débiter un fort courant, qui pourrait endommager le potentiomètre.- Si la sortie de l'équipement audio est à haute impédance (supérieure à 10 kO), vous ne parviendrez peut-être pas à trouver votre "point milieu" même potentiomètre en résistance max. Dans ce cas il faut faire l'inverse et prendre un potentiomètre de valeur plus élevée, par exemple 22 kO ou même 47 kO. Mais entre nous soit dit, si la sortie audio présente une impédance de sortie supérieure à 20 kO...
- Vous pouvez employer un multimètre classique en tant que mesureur à condition que son impédance d'entrée soit au moins de 100 kO et que sa bande passante permette d'afficher des choses cohérentes pour le signal audio qu'on lui injecte. Si votre multimètre est de type "true-RMS", la forme du signal BF utilisé pour la mesure peut être à peu près quelconque. S'il ne l'est pas, mieux vaut rester sur un signal de forme sinusoïdale.