Guillaume VILLEMAUD - Cours de Propagation et Lignes 232- Adaptation II.11. Dispositifs dadaptation II.11.a. Condition dadaptation e(t) = E cos t On a

Guillaume VILLEMAUD - Cours de Propagation et Lignes

1- Adaptation

II.11. Dispositifs d’adaptation

*.2

1ivReP

II.11.a. Condition d’adaptation

e(t) = E cos t

On a la puissance absorbée par la charge :

En BF :

Zg

e(t)

Zrv

i

ZgRe

EP

2

max 8

1 pour Zr = Zg*


2- Adaptation


2.2

1*.

2

1eee iReivReP

En HF :

Zg

ei

ZrZc

Ze

XeXgjReRg

E

ZeZg

Eie

or

22

2

2

1

XeXgReRg

EReP


3- Adaptation


22

2

2

1

XeXgReRg

EReP

Pour une puissance max il faut :

XgXeXeXg 0

et ReRg

Il faut donc :ZgZe


4- Adaptation


Au niveau du récepteur : adaptation lorsque le coefficient de réflexion au niveau de la charge est nul

ZcZr

Zg

ei

ZrZc


5- Adaptation


Dans un système complet générateur-ligne-récepteur il faut donc deux dispositifs d’adaptation

Zg

ei

ZrZc

II.11.b. Synthèse

Q1 Q2

Z3

Z1 Z2


6- Adaptation


Q1 : quadripôle d’adaptation du générateur qui transforme Ze en Zg*

Zg

ei

ZrZcQ1 Q2

Z3

Z1 Z2

Q2 : quadripôle d’adaptation de la ligne à la charge qui doit transformer Zr en Zc


7- Adaptation


Zg

ei

ZrZcQ1 Q2

Z3

Z1 Z2

Z2=Zc Z1=Zc Z3=Zc

Ze=Zc=Zr=Zg*

Dans la plupart des cas Zg est réelle, donc il suffit que Ze=Zg


8- Adaptation


Un tronçon de ligne quart d’onde permet une transformation d’impédance :

Zc’

II.11.c. Adaptation quart d’onde

ZsZe

Zc

ZrZcZc .'

Zr


9- Adaptation


Si Zr est complexe, l’impédance caractéristique de la ligne quart d’onde doit l’être aussi.

Pour revenir à une impédance réelle, il faut placer la sortie de la ligne sur un ventre ou un nœud de

tension (l’impédance est alors purement réelle).

Zc’

ZsZe

Zc Zr

Cas d’une impédance complexe Zr :


10- Adaptation


Une ligne quart d’onde ne fonctionne qu’autour de la fréquence correspondante.

Utilisation de plusieurs tronçons d’impédances progressives.

Adaptation large bande passante :

ZrZc Zc’ Zc’’ Zc’’’


11- Adaptation


Un stub est un tronçon de ligne de longueur s que l’on branche en dérivation sur la ligne principale à une distance d de la charge

Zg

ei

ZrZc

II.11.d. Adaptation par stub

s

d


12- Adaptation

II.11. Dispositifs d’adaptationObjectif du stub : placer en un point de la ligne

d’impédance réelle adaptée une impédance purement imaginaire compensant celle de la charge

stub en série

stub en parallèle

stub en court-circuit

stub en court-circuit

stub en circuit ouvert

stub en circuit ouvert

ljzz

ljzzzzo

rc

crc

tan

tan

ljzzo ccc tan

lj

zzo cco tan


13- Adaptation


120 MHz

Exemple d’adaptation par stub en série

130 MHz

140 MHz

150 MHz

160 MHz

170 MHz

On veut alimenter par une ligne 75 ohms un amplificateur.

La mesure de l’impédance d’entrée 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.


14- Adaptation

II.11. Dispositifs d’adaptationEmplacement du stub

On sait que quand on connecte une ligne 75 ohms à cet

amplificateur, les lieux de l’impédance le long de cette

ligne sont donnés par le cercle passant par le point

d’impédance de la charge. 120 MHz


15- Adaptation


Pour trouver un point où la partie réelle de l’impédance est

égale à celle de la ligne, on cherche les intersections avec

le cercle r=1La distance parcourue vers le

générateur à partir de la charge jusqu’à la première

intersection est l’emplacement idéal du stub.

120 MHz


16- Adaptation


Au point trouvé, on sait que l’impédance normalisée de la

ligne est 1+ju

120 MHz

Taille du stub donne la valeur de u


17- Adaptation


Un stub étant d’impédance purement réactive ses lieux décrivent le cercle extérieur

de l’abaque.

Il faut alors trouver la longueur nécessaire de stub

pour compenser la partie imaginaire de la ligne.

120 MHz

CC CO

-u


18- Adaptation


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 d’entrée égale à

la somme des deux impédances soit z=1

(impédance de la ligne)

120 MHz

-u


19- Adaptation


Zg

ei

Zr

Zc

s1

d1

d

s2

d2

Zr, Zc, d1 et d2 connus

Adaptation double stubs en parallèle court-circuités


20- Adaptation


Comme on est en stub parallèle, il faut raisonner en admittance. On place alors l’impédance réduite de la

charge dont on déduit directement l’admittance.

z charge

y charge


21- Adaptation


De la charge on se déplace vers le générateur de d1. On

trouve alors le cercle des admittances cste+jb1

z charge

y charge

d1/

y3


22- Adaptation


On sait aussi qu’on veut arriver à une admittance

réelle de 1 au final.On prend le cercle 1+jb que l’on fait tourner de d2 vers la

charge.

d2/


23- Adaptation

II.11. Dispositifs d’adaptationOn trouve deux solutions

pour l’admittance du premier stub :

y(s1) = y4 – y3y’(s1) = y4b – y3

admittances purement imaginaires que l’on reporte sur le pourtour de l’abaque pour trouver la longueur du

premier stub.

y3

y4

y4b

B1

B2

s1/

CC


24- Adaptation


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

y4

y4b

C1

CC

y5b

y5d2/

C2

s2/


eZR

ZGYB

ZA

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 .

l

25- Adaptation

II.11. Dispositifs d’adaptationII.11.e. Adaptation par réseau d’impédances

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