Généralités
Le terme réaction signifie la manifestation de la sortie sur l'entrée. Dans la pratique tout système électrique qui se dit stable doit être régulé par une réaction de la sortie sur l'entrée. Le cas le plus atypique est le transistor fonctionnant en régime dynamique. Il est représenté par son modèle hybride avec des paramètres tels que h11; h12; h22.
Dans le dipôle d'entrée nous avons Ve=h11ie+h12VS on voit bien que la réaction de la sortie sur l'entrée est matérialisée par l'expression est matérialisée par l'expression h12VS d'où h12 est le cœfficient de réaction interne du transistor.
Somme toute on dira qu'il y'a réaction dans un amplificateur lorsqu'une fraction de la grandeur de sortie se retrouve à l'entrée.
Système bouclé
Structure d'un système bouclé
Définition de blocs du synoptique
Un système bouclé est constitué des blocs suivants:
- Chaîne directe ou chaîne d'action. Dans cette chaîne l'information circule de la gauche vers la droite. C'est- un organe de puissance qui est généralement peut fidèle
- Chaîne retour ou chaîne de réaction dans cette chaîne l'information circule de la droite vers la gauche. C'est un organe fidèle mais dont la puissance est faible.
- Comparateur au convertisseur. C'est un dispositif qui effectue la différence entre la grandeur d'entrée E et la grandeur issue de la chaîne retour E-ER
Détermination de la fonction de transfert
Fonction de transfert en boucle ouverte
Un système fonctionne en boucle ouverte lorsque le signal de réaction ER n'est plus appliqué sur le comparateur. Dans c cas :
Différents types de réaction
Un système bouclé donc la transmission est T=H/(1+HK) a pour module |T|=|H|/(1+|HK|)
Ainsi le système est dit à réaction négative ou contre réaction si et seulement si la condition suivante est respectée |1+KH|>1 ; |T|<H
NB: La réaction négative diminue la transmitance mais en retour elle accroît la précision, la linéarité et la stabilité du système.
Par contre la réaction positive existe est respectée |1+KH|<1 ; |T|>H
La réaction positive augmente la transmitance mais le système n'est pas stable.
Stabilité d'un système bouclé
Un système est stable si et seulement si la condition de BARKAUSIN est respectée. A savoir Tbo=T'=KH=-1. T tend vers l'infini
NB: On peut avoir une sortie non nulle pour une entrée nulle. De plus la condition KH=-1 est encore appelée condition de fonctionnement en oscillation, d'où
|KH|=1
Arg(KH)=-180°
Critère de stabilité
- Un système bouclé est instable si on a simultanément |KH| supérieur ou égal à 1 et Arg(KH)=180°
- Un système bouclé est stable si on a simultanément |KH|<1 et Arg(KH)=-180°
Exemple d'application
Dans un montage amplificateur les signaux de sortie prélevés en haute fréquence permettent d'avoir une transmitance:
Cet amplificateur est inséré dans un système bouclé donc la fonction de transfert de la chaîne de réaction est un nombre réel positif K. On demande:
- Montrer que ce système est stable pour K=8%
- Pour qu'elles valeurs de K le système entre-t-il en oscillation
Donner un schéma illustratif du système bouclé.
Influence de la contre réaction sur les performances de l'amplificateur
Stabilité de l'amplificateur
On dit qu'il y'a stabilité de l'amplification lorsque la distorsion de l'amplification varie suivant la variation de l'élément de la chaîne allée
A partir de l'expression Da on constate que H' est plus stable que H ce qui représente un avantage de la contre réaction
Elargissement de la bande passante
Pour vérifier si la bande passante est élargie, on doit déterminer la fréquence de coupure supérieure.
Par comparaison
f's=fs(1+H0K)
f's>fs D'où élargissement de la bande passante.
Produit amplification XBP=constante
L'un des avantages de la contre réaction est que le produit de l'amplification et de la bande passante est un terme constant
fT=H'
fT: fréquence de transmission
Différents types de montage à contre réaction
Montage série parallèle
Tension - série
Tension - Tension
Montage parallèle
Tension - Parallèle
Courant - Tension
Montage série série
Courant - série
Tension - courant
Montage parallèle série
Exemple d'étude cas du Montage série parallèle
On demande de déterminer en boucle fermé, les composantes H'; Z'S et Z'e
Equation de fonctionnement
On remarque que la contre réaction tension série à des caractéristiques suivantes:
- Diminution de l'amplification en tension H' et de l'impédance de sortie Z'S
- Augmentation de l'impédance d'entrée Z'e
D'où le schéma équivalent à petits signaux ci-dessous.
Probatoire A-ABI 2021 Epreuve de littérature ou de culture générale