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 Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0

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Asl
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MessageSujet: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   Jeu 4 Fév 2016 - 6:53

Bonjour,

L'excellent travail de Jean-Claude sur la résonance voir ICI nous a permis de connaitre enfin comment réagissait les différents signaux à la résonance.

Heureusement, car jusque là nous étions bloqués, l’électronique Meyer ne fonctionnant absolument pas.

Je vous propose donc une schématique de principe qui va pouvoir assurer les fonctions de recherche et de poursuite de cette fréquence de résonance.

Voyons tout d'abord les signaux nécessaires :

Nous envoyons sur le primaire du transfo des créneaux à une certaine fréquence.
Sur un bobinage du transfo nous recueillons un signal qui sera plus ou moins déphasé suivant l'écart de la fréquence avec celle de la résonance.
Ce bobinage est nommé L3, j'ai donc appelé aussi ce signal L3.

Les travaux de Jean-Claude ont démontré qu'à la résonance, le signal L3 était déphasé de pi/2 par rapport au signal de référence (commande du primaire) :
Reprise de sa photo d'oscillo.

Trace jaune, les créneaux de commande que nous envoyons à la cellule,
Trace bleue, ce qui sera pour nous ce signal L3.
Signal qu'il faudra bien sûr mettre en forme afin d'obtenir des créneaux.

Nous voyons bien, nous sommes à ce moment à la résonance, que le déphasage est exactement de pi/2.

Il nous faut donc une électronique qui tout d'abord recherche cette résonance, donc ce déphasage de pi/2, et qu'ensuite maintienne ce déphasage en corrigeant en permanence la fréquence des créneaux.

Comme nous allons travailler avec ce pi/2 de la fréquence de base des créneaux, il nous faut avoir ce signal.

Fastoche comme dirait l'autre, il suffit d'avoir un signal de fréquence moitié et le tour est joué.
C'est ce que nous allons faire.
En réalité bien sûr, nous n'allons pas diviser la fréquence non, nous allons d'abord générer une fréquence qui sera double de celle nécessaire pour la cellule.
Puis ensuite, après division par 2, cela sera en effet la fréquence envoyée à la cellule.

Nous utilisons le VCO du 4046 pour générer cette fréquence.


(A) Créneaux de sortie du VCO.

(B) Après division par deux, nous obtenons la fréquence envoyée à la cellule.
Nous remarquons maintenant que la 1/2 période de (A) correspond à pi/2 de la période de (B).

Et nous allons vérifier le déphasage du signal L3 (prélevé sur le transfo) par rapport à ce signal (A) qui va donc servir de référence.

(C) L3 est en phase avec le signal (A), nous sommes à la résonance.
Normalement beaucoup de bulles  drunken

(D) La fréquence est plus basse que celle de la résonance : L3 est en avance de phase.

(E) La fréquence est plus haute que celle de la résonance : L3 est en retard de phase.

Que doit faire l'électronique ?

Si L3 est en avance par rapport à (A) on augmente la fréquence.
Si L3 est en retard par rapport à (A), on diminue la fréquence.

Et comment allons augmenter ou diminuer la fréquence ?

Tout simple.
La fréquence est générée par le VCO du 4046.
Sa fréquence de sortie est fonction de la tension qu'on lui applique à l'entrée.

Nous allons donc faire varier la tension d'entrée du VCO pour corriger la fréquence.

Pour cela, nous allons utiliser des compteurs/décompteurs binaires.
Si nous voulons incrémenter la fréquence, nous envoyons une impulsion sur l'horloge UP du compteur.
Si nous voulons décrémenter la fréquence, nous envoyons une impulsion sur l'horloge DOWN de ce même compteur.

Si bien qu'à chaque instant nous aurons en sortie des compteurs (trois), un nombre binaire représentant la valeur de la tension désirée.

Il nous faut ensuite convertir ce nombre en tension par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique/analogique.
Celui employé est des plus basiques puisque c'est un pont R/2R (à définir lors du proto).
Sur le schéma, vous constaterez que ce pont R/2R prend "beaucoup de place".
En réalité, il fera presque partie des composants les plus petits.
De ce style, plusieurs en série probablement :



J'ai choisi de travailler sur 12 bits, nous employons donc trois compteurs/décompteurs montés en série (cascade), ce qui représente 4096 pas.
La précision devrait être au rendez-vous je pense  Razz

Le système est totalement automatique.

Dès la mise sous tension, le déphasage sera en avance (et même de beaucoup), donc à chaque créneau nous incrémenterons d'un pas la fréquence.

Dès que nous serons à la résonance, l'état sera stable en quelque sorte, en réalité non bien sûr car la fréquence bagotera autour de cette résonance.
Pour info, pour une fréquence de résonance de 4khz, avec break time, l'arrivée à la résonance prendra environ 1 seconde.

Et quoique fasse cette fameuse fréquence de résonance, qu'elle augmente ou diminue suivant les réactions de la cellule, la fréquence sera toujours conservée.
Car il s'agit réellement d'une poursuite.

Le seul réglage à effectuer avant la mise en service est de définir la bande passante du VCO, par les valeurs de C1, R1 et R2.
Ne pas oublier que la fréquence du VCO devra être le double de la fréquence de résonance.

La sortie du VCO attaque un diviseur par 2 (U7:A).
Les créneaux sont ensuite envoyés à l'interface puissance (chacun adopte la sienne).

Le signal prélevé sur L3 du transfo est mis en forme ici par U5:B.
Enfin sur ce schéma, le terme "mis en forme" est un peu exagéré  Very Happy
Cela reste néanmoins du classique, à définir lors du proto.

A rajouter la sélection du nombre d'impulsions dans le train et la génération du break time.
Car je le rappelle, c'est un schéma de principe.
Mais totalement opérationnel quant à cette gestion de la poursuite de la résonance.

Le schéma à télécharger : (PAH) Recherche et poursuite de la fréquence de résonance - Schématique v1.0.pdf

Alors comme d'habitude Razz , remarques et suggestions sont les bienvenues !

@++

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Il est venu un imbécile qui ne le savait pas... et qui l'a fait.
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Dernière édition par Asl le Dim 3 Avr 2016 - 14:52, édité 1 fois
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MessageSujet: Re: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   Jeu 4 Fév 2016 - 9:33

Bonjour Alain, et aux autres,

En fait dans ton montage, tu n'utilise que la partie VCO du 4046, donc à la limite n’importe quel VCO peut convenir. mais le 4046 est un très bon VCO.

Actuellement, la partie qui n'inquiète le plus est la partie avec le transfo, à cause de la diode. Ce la devrait faire partie de mes prochains essais, mais je n'ai qu'un petit tore.

En fait, j'ai un tore vert de diamètre ~30mm avec 3 bobines identiques déjà montées de 1.2mH (estimées à 18 spires chacune), rapport 1:1:1 de 20kHz à 1MHz. J'ai la place pour ajouter une bobine (ou deux en les superposant), mais difficile de bobiner sur un tore.

Et j'ai un autre tore de couleur bleue, de même diamètre sans bobines, caractéristiques inconnues.

Donc a voir.

A+
JCV
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Asl
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MessageSujet: Re: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   Jeu 4 Fév 2016 - 9:41

Bonjour Jean-Claude,

En effet, n'importe quel VCO peut convenir.
Disons que celui-là, on le connait déjà.

Et reste, comme tu le dis, la (grosse) partie transfo.
Je n'ai fait que reprendre le transfo Meyer.

Tu a écrit:
En fait, j'ai un tore vert de diamètre ~30mm avec 3 bobines identiques...
Sur ce sujet, c'est toi le grand manitou Razz

Car j'ai quelques sérieuses lacunes en ce domaine tongue

@++

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MessageSujet: Re: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   Jeu 4 Fév 2016 - 9:49

Re,

Au fait, j'ai oublié de préciser :
U8:A est un 4049 qui inverse le signal de sortie du VCO.
Normalement, il sera bien sûr plus judicieux de le remplacer par un transistor montage émetteur commun. Surtout qu'il n'y a ici qu'une porte sur six d'utilisée.
Un circuit de moins donc.
Mais j'ai mis volontairement ce 4049 pour simplification "visuelle" cyclops

@++

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MessageSujet: Re: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   Dim 3 Avr 2016 - 14:55

Bonjour,

J'ai déplacé ce sujet dans le forum plus approprié (Sujets communs pouvant se rapporter à tous les projets PAH) car pour mon projet en cours, aucune fréquence de résonance n'est utilisée et donc encore moins de déphasage voir ICI.

@++

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MessageSujet: Re: Électronique - Recherche et poursuite de la fréquence : Schématique v1.0   

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