Circuits électroniques hautes fréquences.

INSTITUT SUPERIEUR DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU BENIN                                                    

Spécialité : Génie électrique

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COURS :   Circuits électroniques hautes fréquences

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Enseignant : EGOUNLETY Richard

                                                                cel : 97 88 45 18 ou 94 03 24 88

                                                                e-mail : rich_egoun@yahoo.fr

I – GENERALITES

I-1Introduction

               L’appellation des fréquences a été définie en 1953 par un organisme international, le CCIR (Comité Consultatif International de Radiocommunications) comme suit :

•  TBF    :    très basses fréquences jusqu’à 30 kHz ;

•  BF      :    basse fréquences jusqu’à 300 kHz ;

•  MF    :    moyenne fréquences jusqu’à 3 MHz ;

•  HF     :    hautes fréquences jusqu’à 30 MHz ;

•  VHF  :    très hautes fréquences jusqu’à 300 MHz ;

•  UHF :    ultra hautes fréquences jusqu’à 3 GHz :

•  SHF  :    supra hautes fréquences jusqu’à 30 GHz ;

•  EHF :     extra hautes fréquences jusqu’à 3000 GHz.

               On sait, à propos de composants passifs, que la résistance de 1 kΩ présentait une impédance de 1kΩ, que l’impédance d’une inductance augmentait linéairement avec la fréquence et que l’impédance d’un condensateur elle, était inversement proportionnelle à la fréquence. En HF, il en est autrement : suivant la fréquence, un condensateur pourra très bien se comporter comme une inductance !

               Un exemple de circuit équivalent HF d’une résistance est ci- dessous représenté :

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Figure n° 5-1 : Circuit équivalent HF d’une résistance.

Il faut noter ici que les fils ou les pistes interconnectant les composants ont également un comportement inductif. On montre que leur inductance peut être déterminée par :

                         [pic 4]      (5.1)       avec :

               Les circuits hautes fréquences sont des circuits qui permettent de créer, amplifier, moduler, filtrer, démoduler, détecter et mesurer des tensions et des intensités alternatives dans la bande des hautes fréquences ; ces circuits sont constitués de modules élémentaires permettant la construction des systèmes hautes fréquences (systèmes HF).

               La caractéristique de largeur de bande étroite permet d’appliquer à la plupart des circuits HF, l’analyse élémentaire des circuits alternatifs sinusoïdaux.

I-2.  Impédance et admittance

               Les équations algébriques servent à décrire un circuit et les coefficients qui y apparaissent dépendent des impédances (V/I) ou des admittances (I/V) complexes des composants RLC. La tension aux bornes d’une inductance est donnée par la relation :

 [pic 5]. (5.3).

 Si le courant i a pour expression :

[pic 6] (5.4),

alors la tension u devient : [pic 7](5.5).

                L’impédance et l’admittance d’une inductance sont respectivement [pic 8] (5.6) et [pic 9].(5.7)

               Le courant iC dans un condensateur est donné par la relation :    [pic 10] (5.8)  

et les impédance et admittance sont respectivement[pic 11] (5.9) et

[pic 12](5.9)

               Les parties réelle et imaginaire d’une impédance sont dénommées la résistance et la réactance tandis que les parties réelle et imaginaire d’une admittance (le réciproque de l’impédance) sont dénommées conductance et susceptance.

I-3.  Circuits résonants

I-3.1  Circuit résonant série

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Figure n°4-1 : Circuit résonant-série.

               L’impédance Z d’une bobine et d’un condensateur montés en série a pour expression : [pic 14] (5. 10).

Si Z = 0 alors on a : [pic 15](5.11).

A cette fréquence de résonance, le circuit LC série se comporte comme un court-circuit parfait. Des tensions égales mais de signes opposés se développent aux bornes de la bobine et du condensateur : la chute de tension résultante est nulle. A la résonance et en régime permanent, il n’ya aucun transfert d’énergie à l’entrée ou à la sortie de ce montage ; la tension totale étant toujours nulle, la puissance qui s’exprime par VI, est toujours nulle. Le circuit emmagasine toutefois de l’énergie ; celle-ci circule simplement entre la bobine et le condensateur.

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