2.2.5 - Adaptation d`impédance: cas général (critères)

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ELEC-H-301 - 2006/07
2.2.5 - Adaptation d'impédance:
cas général (critères)
Chap. 2 – Vademecum d'électricité
2.2 – Equivalent de Thévenin et adaptation d'impédance
ELEC-H-301 - 2006/07 73
Introduction
Faire de l'électronique, c'est interconnecter des
composants et des montages
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
micro
table de mixa
g
e
ampli de puissance
haut-
p
arleurs
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Introduction
Principe à retenir:
On NE peut PAS interconnecter des composants et des
montages sans effectuer certaines vérifications
Pour discuter ce problème, considérons:
un appareil amont = source du signal
un appareil aval = charge
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
appareil amont (source) appareil aval (charge)
?

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ELEC-H-301 - 2006/07 75
Connecter deux appareils: pas si simple...
1) en premier lieu, il faut vérifier que les niveaux de
tension, courant et puissance des deux appareils sont
compatibles…
...sans quoi vous risquez d'endommager un des deux appareils
2) en second lieu, il faut vérifier si les impédances sont
compatibles…
...c'est la problématique d'adaptation d'impédance traitée dans ce
module
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
appareil amont (source) appareil aval (charge)
?
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Adaptation d'impédance en tension: le problème
Considérons un appareil amont délivrant un signal de
tension à un appareil aval
chacun des appareils peut être décrit par son équivalent de
Thévenin
sortie de l'appareil amont = f.e.m. + résistance de sortie
entrée de l'appareil aval = résistance d'entrée
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rout
E
Rin
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Adaptation d'impédance en tension: le problème
En connectant ensemble les deux appareils, on forme un
nouveau circuit
le circuit formé par les deux équivalents de Thévenin (ci-dessous)
n'existe pas réellement, mais il convient parfaitement pour décrire
ce qui se passe aux bornes des appareils
N.B.: ça ne vous rappelle pas le schéma élémentaire?
à la résistance Rout près
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rout
E
Rin

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Adaptation d'impédance en tension: le problème
Q: que vaut la tension V entre les deux appareils?
R: il suffit de reprendre la formule du diviseur résistif...
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rout
E
Rin
V
I
=
+
=
IRV
RR
E
I
in
outin
.
E
RR
R
V
ou
t
in
in .
+
=
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Adaptation d'impédance en tension: le problème
Conclusion: la tension à l'entrée de l'appareil aval n'est pas
égale à la f.e.m. E de l'appareil amont, mais elle est
atténuée d'un facteur Rin/(Rin+Rout)
Cette atténuation constitue en principe une dégradation du
signal
puisque le niveau du signal électrique représente une information
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rout
E
Rin
V
I
E
RR
R
V
ou
t
in
in .
+
=
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Adaptation d'impédance en tension: le problème
L'atténuation est d'autant plus faible que…
…Rin est élevée
…et/ou Rout est faible
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
E
RR
R
V
ou
t
in
in .
+
=

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Critère d'adaptation en tension
d'où on déduit le critère d'adaptation en tension:
Lorsqu'on transmet un signal de tension entre deux
appareils, il faut une impédance d'entrée élevée et une
impédance de sortie faible
remarques...
1) dans le doute, ce principe est très facile à retrouver: il suffit de
penser au diviseur résistif
2) illustre l'utilité de l'équivalent de Thévenin pour connecter deux
appareils ensemble
3) pour les connections courantes (audio, vidéo, etc), les valeurs
d'impédance d'entrée/sortie sont standardisées pour respecter le
critère ci-dessus
4) cas idéal pour un signal de tension: Rin infinie et Rout nulle
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
ELEC-H-301 - 2006/07 83
Adaptation d'impédance en courant
Supposons maintenant que l'appareil amont se comporte
davantage comme une source de courant que comme une
source de tension
l'information est codée par le courant
très courant en milieu industriel (ex: boucle 4-20mA)
la sortie de l'appareil amont est donc décrite par un
équivalent de Norton
= résistance de sortie en parallèle sur source de courant
l'entrée de l'appareil aval reste une résistance
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rin
V
I
Rout
J
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Adaptation d'impédance en courant
Q: Que vaut le courant reçu par l'appareil aval?
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rin
V
I
Rout
J
−=
=
)(
.
IJRV
IRV
out
in
J
RR
R
I
ou
t
in
out .
+
=

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Adaptation d'impédance en courant
Conclusion: le courant à l'entrée de l'appareil aval est
également atténué
et donc dégradé
cette fois d'un facteur Rout/(Rin+Rout)
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rin
V
I
Rout
J
J
RR
R
I
ou
t
in
out .
+
=
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Critère d'adaptation en courant
d'où on déduit le critère d'adaptation en courant:
Pour éviter une atténuation du courant transmis entre deux
appareils, il faut une impédance d'entrée faible et une
impédance de sortie élevée
c'est l'inverse du critère d'adaptation en tension
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
Rin
V
I
Rout
J
J
RR
R
I
ou
t
in
out .
+
=
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Adaptation d'impédance en puissance
Supposons enfin que vous voulez transmettre un signal de
puissance élevée entre deux appareils
ex: entre un ampli audio de puissance et des enceintes
2.2.5 – Adaptation d'impédance: cas général
micro
table de mixa
g
e
ampli de puissance
haut-
p
arleurs