Dernière mise à jour :
19/02/2012
Présentation
Ce redresseur, dit "parfait", peut servir de base à la
réalisation d'un vumètre à LED ou à
aiguille, et est destiné à être raccordé sur
une sortie de type "ligne". Pour un redressement sur une sortie HP
amplifiée, préférez le montage décrit
à la page
Vumètre
- Redresseur 002.
Il permet de fournir en sortie une tension continue dont la valeur est
proportionnelle à l'amplitude du signal audio appliqué
à l'entrée.
Schéma
Le schéma repose
sur un double redresseur à
diodes
dont les seuils de
conduction
sont annulés, ce qui permet de détecter et redresser des
signaux audio très faibles.
Redressement
U1:A associé aux diodes D3 et
D4 est utilisé pour le redressement des alternances
négatives
du signal BF, alors que U1:B associé aux diodes D1 et D2 est
utilisé
pour le redressement des alternances positives. Le
condensateur
de
liaison C2 placé à
l'entrée
du montage n'est là que pour bloquer toute composante continue
éventuelle.
Vous pouvez le supprimer si l'étage précédent
possède
déjà un condensateur de liaison.
Sensibilité / gain
RV1 permet d'ajuster le
gain et donc la sensibilité du montage à
différentes
plages de niveaux audio. Quand ce potentiomètre est placé
en positiuon centrale, la tension continue de sortie est de l'ordre de
1,6 V pour un signal BF fixe de fréquence 1 kHz et d'amplitude
2 Vcac (cac = crête à crête). Quand le curseur de RV1
est positionné côté R1, la tension continue de
sortie monte à 3,2 V pour un signal d'entrée identique. Et
toujours pour un même signal d'entrée, la tension continue
de sortie n'est plus que de quelques mV quand le curseur de RV1 est
positionné côté R5.
Ballistique et réponse en
fonction de la fréquence
Le filtre passe-bas constitué de R5, R6
et C3 permet de déterminer la constante de temps (temps de
montée
et de descente) de la tension continue, au fil des fluctuations de
niveau
du signal d'entrée. Comme pour tout système de
redressement, il faut trouver un compromis pour que les valeurs
données aux composants servant à l'intégration du
signal alternatif, conviennent à la plage de fréquence
des signaux à traiter. Ici, nous voulons redresser un signal BF,
qui pourra aussi bien contenir des fréquences basses (100 Hz par
exemple) et des fréquences aigues (10 kHz par exemple). Les
valeurs données ici aux composants chargés de ce
rôle (R5, R6
et C3) permettent d'avoir une tension de sortie "fiable", c'est
à dire bien représentative de l'amplitude du signal BF
appliqué à l'entrée, avec un temps de
réaction assez rapide (pour une constante de temps plus longue
de 200 ms ou 300 ms, adopter R5 = 220 ohms, R6 = 10 kO et C3 = 100 uF).
Les copies d'écran
suivantes montre la valeur de la tension de sortie (courbe du haut)
pour un signal d'entrée d'amplitude 2 Vcac (courbe du bas). Comme
vous pouvez le voir, ce n'est pas si mauvais que ça ;-).

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A une fréquence de
100
Hz, la tension continue de sortie fluctue entre 1,5 V et 1,9 V, au rythme
de la sinus d'entrée, cela est normal car le condensateur C3
à le temps de se décharger un peu au moment où la
tension d'entrée diminue, et commence à se recharger au
moment où la tension d'entrée augmente à nouveau
(augmente en valeur absolue, puisque l'on a un redressement double
alternance).
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A une fréquence de
1 KHz,
la tension continue de sortie fluctue toujours un peu, mais nettement
moins. Cette tension s'établie autour de 1,7 V. Notez que c'est
entre les 1,5 V et 1,9 V que l'on observait avec du 100 Hz. Ca vous
surprend ? |
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A une fréquence de
10 kHz, la tension continue de sortie ne fluctue quasiment pas, car le
condensateur C3 commence à peine à se décharger,
que déjà l'alternance suivante de la sinus
d'entrée le recharge illico. Si je vous dis que cette tension
continue s'établie là aussi autour de 1,7 V, vous en
pensez quoi ?
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Bien
évidement, on peut
dire ce que l'on veut avec des signaux test dont l'amplitude et la
fréquence ne bougent pas d'un poil. Il serait sans doute plus
intelligent de faire des tests avec des salves audio, c'est à
dire avec des signaux audio entrecoupés, pour voir ce qui se
passe au moment des coupures et rétablissement du signal BF.
Mais ces petits tests là suffisent déjà pour dire
que le système peut faire son office sans que l'on ait trop
à s'inquiéter des valeurs affichées.
Usage pour du 50 Hz ou moins ?
Quelle
drôle d'idée... et pourtant. Ne serait-il pas possible d'utiliser ce
type de détecteur comme interface entre un système de mesure de tension
ou de courant (genre pince ampèremétrique) qui délivre un signal
alternatif et un système de mesure qui réclame une tension continue
(genre PIC) ? Certes cela n'est pas impossible car la bande passante
est au rendez-vous et le 50 Hz passe très bien. Mais la tension
continue est, à 50 Hz, quelque peu chahutée, pour tout dire pire que ce
qu'on peut voir sur la courbe donnée pour un signal d'entrée de 100 Hz.
Si l'usage de ce redresseur devient une interface dédiée au 50 Hz, on
peut se contenter d'augmenter la valeur du condensateur C3, à une
valeur de 470 uF par exemple. On peut monter à 1000 uF pour un lissage
encore plus efficace mais attention car plus la valeur de ce
condensateur augmente et plus le temps qu'il met à se charger est long.
Autrement dit la réactivité du système en prend un coup. Si le but du
jeu est de déceler des pointes brêves de tension ou de courant, ça va
poser un problème. Mais si le but est d'enregistrer des variations
lentes (durée min comprise entre 0,5 et 1 seconde), ça va. Attention si
vous voulez exploiter ce genre de montage avec un signal de fréquence
encore plus basse que le 50 Hz. Plus ça descend bas et plus c'est
compliqué d'avoir des mesures rapides et fiables avec cette méthode.
Une autre solution consisterait à utiliser un redresseur suivi d'un
échantillonneur-bloqueur dont le condensateur de mémorisation serait
remis à zéro après chaque mesure, on aurait là un presque parfait
enregistreur de crêtes.
Alimentation
Elle doit être de type symétrique, telle que celle
présentée aux pages
Alimentation
symétrique 001 ou
Alimentation
symétrique 002. Notez le découplage léger des
alimentations du circuit intégré TL072, via les cellules
R8/C4 et R7/C5, qui permet "d'isoler" le circuit de redressement de la
partie audio "noble". La consommation de ce redresseur est directement
liée au circuit intégré, et est de l'ordre de
quelques mA seulement. Cela vous autorise éventuellement
à prélever les +/-15 V sur un système audio
déjà doté de sa propre alimentation
symétrique.
Circuit imprimé
C'est fait. Attention, il y a un strap juste en dessous du circuit
intégré, ne l'oubliez pas !
Typon
aux
formats PDF et BMP 600 dpi
Historique
19/02/2011- Ajout infos pour usage en 50 Hz et moins.