Multiplicateur
la multiplication par circuit intégré
TechTalk
Root » Serveurs » Electro-ménager » Electronique » Multiplication

Les circuits multiplicateurs sont décrits sur cette page. On parle de multiplication par la diode, de multiplication par le courant de plaque et de modulateurs synchrones (ring modulator). Consultez d'abord cette page pour des informations de base.
-

-

Votre annonce sur ce site

Encart à partir de 400×150 pixels

C'est possible pour seulement 20€ par mois!


Multiplicateur (circuit de principe)


AD532


Schéma de principe AD532

Index modulation
Modulation d'amplitude et autres types de modulation
Emetteurs, modulateurs, détecteurs et multiplicateurs

Modulation par circuit intégré

Avec l'apparition des circuits intégrés, on réalise une modulation avec un circuit multiplicateur. Ce circuit est conçu spécialement pour cet usage. Le multiplicateur est basé sur le fait que l'amplification d'un signal par un transistor est déterminé par le courant qui traverse le transistor. Si on utilise le courant comme second signal, on obtient une multiplication.

Un schéma de principe est montré à droite, où nous avons deux entrées, V1 (commande en tension) et V2 (commande en courant). La sortie est envoyée à un petit ampli opérationnel pour transformer la différence de tension (entre H et K) en une tension référencée par rapport à un niveau zéro (entre Vs et la masse).

AD532

En pratique, on va ajouter des composants pour avoir un fonctionnement plus linéaire. Le but est qu'un facteur "1" sur l'entrée "tension" a le même effet qu'un facteur "1" sur l'entrée "courant". Un tel circuit était très difficile à réaliser avec des composants discrets dont les caractéristiques ne sont pas totalement identiques. Les circuits intégrés sont fabriquée en une fois et les composants ont des caractéristiques identiques.

Les deux entrées sont en fait des étages-tampon pour que l'impédance d'entrée soit la plus élevée possible. Chaque entrée est symmétrique: on peut appliquer le signal sur l'entrée positive ou négative. Cette fonction a été ajoutée pour rendre le circuit le plus universel possible. Les deux amplis opérationnels à l'entrée ont un gain limité (et ne fonctionnent donc pas comme un vrai AOP qui a un gain théoriquement infini). Ils sont ajustés en usine pour avoir un effet multiplicateur identique.

Après l'étage tampon, nous avons le multiplicateur comme expliqué plus haut (montré en jaune dans le second schéma). Il est suivi d'un étage amplificateur (qui aussi transforme la différence en signal référencé par rapport à la masse).

On a ajouté une fonction supplémentaire, notament la superposition (ou addition), entrée Vos. Cette fonction peut être utilisée pour ajouter la porteuse à un signal modulé ou pour éliminer un offset en sortie. La ligne COM est la masse.

Le premier exemple est un circuit qui élève le signal à l'entrée au carré (Vout = Vin au carré).

Un tel circuit sert de base à certains circuits compresseurs/expandeurs (courbe logaritmique et courbe exponentielle).



AD633


Signal audio
Porteuse
Signal modulé à porteuse supprimée

AD633

L'AD633 est un circuit comparable (mais plus moderne, et qui monte à 1MHz). En effet, il n'y a pas cent façons d'effectuer une multiplication.


Modulateur d'amplitude avec réinsertion de la porteuse

Le second exemple est un modulateur AM classique, où il faut réinsérer la porteuse au signal en sortie, car un vrai modulateur ne produit que les deux bandes latérales: cela se voit aisément sur le graphique. Si un tel signal serait détecté par un récepteur ordinaire, il produirait un signal doublé en fréquence.

Le signal résultant est soit en phase avec la porteuse, soit déphasé de 180°. Si on y ajoute la porteuse, on obtient un signal plus important (signaux en phase) ou une réduction du signal (signaux déphasés).


L'AD633 montré ici a une bande passante limitée à 1MHz. S'il faut générer un signal de fréquence plus élevée (par exemple 1512kHz) on fait travailler le modulateur avec une porteuse à 756kHz. Le modulateur est suivi d'un circuit accordé sur 756kHz pour éliminer les produits de la modulation non désirés, puis d'un doubleur de fréquence composé d'un doubleur à diodes, d'un étage amplificateur en classe C et d'un circuit accordé sur 1512kHz (modulation AM classique).

Mesure de la puissance

Le multiplicateur peut naturellement également être employé pour mesurer la puissance circulant dans une ligne d'alimentation alternative (tension × courant). Nous récoltons V et A avec un transfo de tension et un transfo d'intensité pour isoler la partie électronique du réseau.
  • Comme il s'agit de valeurs instantanées, le circuit indique la puissance effective consommée ou produite (kW), tension en sortie positive ou négative.

  • Pour mesurer la puissance réactive (kvar) on déphase la tension de 90° en retard (puisque dans le cas de courant déwatté le courant est en retard de 90° sur la tension).

  • Pour la puissance apparente (kVA) on redresse la tension et le courant avec un redresseur idéal avant de les envoyer au multiplicateur.
La puissance réactive et effective peut être positive ou négative et varier indépendamment l'une de l'autre (générateur ou consommateur).

Démodulation

La démodulation d'un signal modulé en amplitude peut également être effectué par un multiplicateur au lieu d'une diode qui détecte l'enveloppe. Il s'agit alors d'un démodulateur synchrone. Il est utilisé dans les cas suivants:
  • Détection AM de qualité (à la place d'une détection par la diode). On multiplie le signal modulé par le signal d'un oscillateur local synchronisé sur la porteuse. Un tel circuit est utilisé dans certaines radios pouvant recevoir les émissions AM stéréo.

  • Il est par exemple utilisé quand la phase du signal doit également être récupérée (démodulateurs QAM et NTSC/PAL). On utilise alors deux démodulateurs commandés en quadrature (déphasés de 90°). Un exemple d'utilisation d'un démodulateur synchrone étaient les télés couleurs dans la norme PAL et NTSC avec sous-porteuse couleur, où l'information couleur (teint) est transmise par la phase et la saturation par l'amplitude.

  • Détection d'un signal à bande latérale unique (BLU/SSB) où la porteuse reconstituée est multipliée au signal d'antenne.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

-