Le Diviseur Résistif..
Un diviseur résistif est un circuit simple constitué de deux résistances connectées en série. Il permet de réduire une tension d’entrée Vin pour obtenir une tension de sortie Vout proportionnelle à Vin. Ce principe repose sur la loi d'Ohm et la loi des mailles.
Schéma d’un Diviseur Résistif
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| Le Diviseur Résistif |
* Vout : Tension de sortie prélevée entre R2 et la masse.
* R1 et R2 : Résistances formant le diviseur.
Relation Mathématique du Diviseur Résistif
La tension de sortie Vout est donnée par la formule suivante :
Vout = Vin × (R2 / R1+R2)
- La valeur de Vout dépend du rapport des deux résistances.
- R1 et R2 agissent comme un pont diviseur qui "partage" la tension d'entrée.
Choix des Résistances
Pour concevoir un diviseur résistif :
1. Déterminer la tension de sortie souhaitée Vout.
2. Connaître la tension d'entrée Vin.
3. Choisir les résistances R1 et R2 en fonction de la relation ci-dessus.
Exemple pratique :
Si Vin = 10V, R1 = 1kΩ et R2 = 2kΩ,
Alors :
Vout = Vin × (R2 / R1+R2)
Vout = 10v × (2000Ω / 1000Ω + 2000Ω)
Vout = 6.67v
Applications du Diviseur Résistif
1. Réduction de tension :
- Utilisé pour adapter une tension élevée à un niveau plus faible compatible avec un circuit.
- Exemple : Abaisser une tension de 12V à 5V pour un microcontrôleur.
2. Mesure de tension :
- Un diviseur résistif est souvent utilisé en association avec un convertisseur analogique-numérique (ADC) pour mesurer une tension supérieure à la référence de l’ADC.
3. Polarisation de composants :
- Il sert à fixer un potentiel à l’entrée d’un transistor ou d’un amplificateur opérationnel.
4. Adaptation d’impédance :
- Il est utilisé dans certains circuits pour ajuster les niveaux d’impédance.
Précautions à Prendre
1. Charge sur le diviseur :
- La présence d’une charge connectée à Vout modifie les valeurs effectives de R1 et R2. Il est essentiel de tenir compte de cette résistance de charge pour éviter les erreurs de calcul.
2. Consommation d’énergie :
- Le diviseur résistif consomme un courant continu même sans charge, ce qui peut être problématique dans les systèmes basse consommation.
3. Précision des résistances :
- Utiliser des résistances de précision si la tension de sortie doit être exacte.
Exemple d’Application Pratique
Pour obtenir une tension de sortie Vout = 9V à partir d'une tension d'entrée Vin = 15V avec un diviseur résistif, on utilise la formule suivante :
Vout = Vin × (R2 / R1+R2)
Étapes de calcul :
1. Isoler le rapport R2 / R1 + R2 :
En remplaçant Vout et Vin :
9 = 15× (R2/R1 + R2)
Divisez par (15) des deux côtés :
R2 / (R1 + R2) = 9/15 = 0.6
2. Relation entre (R1) et (R2) :
Maintenant, simplifiez l'équation :
R2 = 0.6 × (R1 + R2)
Réorganisez pour isoler R1 et R2 :
R2 = 0.6R1 + 0.6R2
Soustrayez 0.6R2 des deux côtés :
0.4R2 = 0.6R1
Enfin, trouvez le rapport entre R1 et R2 :
R1/R2 = 0.4/0.6 = 2/3
3. Choisir des valeurs pratiques pour R1 et R2 :
Le rapport R1/R2 = 2/3 signifie que R1 est 1.5 × R2. Vous pouvez choisir des résistances dans la série standard E12 ou E24 pour obtenir un rapport proche :
Exemple 1 :
R1 = 3kΩ, R2 = 2kΩ
Exemple 2 :
R1 = 1.5kΩ, R2 = 1kΩ
Vérification :
Si R1 = 3kΩ et R2 = 2kΩ :
Vout = 15 × (R2/R1 + R2) = 15× (2/3 + 2) = 15 × 0.4 = 9V
Remarque :
- Utilisez des résistances de précision si nécessaire.
- Évitez de choisir des valeurs trop faibles (pour éviter des pertes de puissance inutiles).
Diviseurs résistifs dans les systèmes et circuits audio
Les diviseurs résistifs jouent un rôle crucial dans les systèmes et circuits audio pour diverses applications. Voici une explication de leur utilisation, accompagnée d'exemples pratiques dans le domaine audio.
Atténuation des signaux audio
Un diviseur résistif peut être utilisé pour réduire l’amplitude d’un signal audio afin d'adapter le niveau à l’entrée d’un autre circuit.
Exemple pratique :
Si un signal sort d’un amplificateur à un niveau trop élevé pour un préamplificateur, un diviseur résistif ajuste la tension pour éviter la saturation ou la distorsion.
Principe :
Un diviseur résistif est constitué de deux résistances R1 et R2, formant un pont diviseur. La tension de sortie Vout est donnée par :
Vout = Vin × (R2 / R1+R2)
En ajustant les valeurs des résistances, on peut obtenir le niveau de sortie désiré.
Adaptation d’impédance
Dans les circuits audio, il est souvent nécessaire d’adapter l’impédance d’une source à celle d’une charge pour éviter des pertes de signal ou des réflexions.
Exemple pratique:
Dans un circuit entre une sortie ligne (600 ohms) et une entrée à haute impédance, un diviseur résistif peut adapter ces niveaux pour une transmission optimale.
Principe :
Le diviseur résistif peut être configuré pour équilibrer l’impédance et protéger les composants sensibles.
Création d’entrées de niveau ligne à partir de sorties haut-parleurs
Les systèmes audio professionnels nécessitent parfois de convertir une sortie haut-parleur (signal de puissance élevé) en signal de niveau ligne (faible puissance).
Exemple pratique :
Un diviseur résistif abaisse le signal d’une sortie d’amplificateur pour permettre à un enregistreur audio ou une table de mixage de recevoir un signal sûr et adapté.
Configuration :
Une résistance en série avec une autre en parallèle à la masse permet d’atténuer le signal tout en protégeant l’entrée de l’appareil.
Filtrage passif des fréquences
Bien que des filtres RC soient généralement utilisés pour séparer les fréquences dans les systèmes audio (comme dans un crossover pour enceintes), un diviseur résistif joue un rôle dans les circuits de filtrage passif en collaboration avec des condensateurs.
Exemple :
Atténuer les hautes fréquences dans un égaliseur passif ou réduire le bruit dans un signal audio.
5. Contrôle du volume
Les potentiomètres, souvent utilisés dans les circuits audio pour régler le volume, fonctionnent comme des diviseurs résistifs variables.
Fonctionnement :
En ajustant la position du potentiomètre, la résistance entre l’entrée et la sortie varie, modifiant ainsi la tension de sortie (niveau audio).
Exemple pratique :
Boutons de volume sur des amplificateurs ou des consoles de mixage.
Réduction du bruit de fond
Dans les circuits audio, des diviseurs résistifs peuvent réduire le bruit lorsqu’ils sont utilisés pour abaisser la tension d’un signal dans une chaîne d’amplification.
Application :
Lorsqu’un signal amplifié présente du bruit (hum ou sifflement), un diviseur résistif permet d’abaisser le signal sans perdre complètement l’information utile.
Diagnostic, Symptômes et Réparation Diviseur Résistif
Un diviseur résistif est un circuit simple composé de résistances en série qui divise une tension d'entrée en une tension de sortie proportionnelle aux valeurs des résistances. Bien que le circuit soit élémentaire, des pannes peuvent survenir, et il est important de les diagnostiquer correctement.
- Symptômes
Les signes indiquant qu'un diviseur résistif est défectueux incluent :
- Tension de sortie incorrecte : La tension mesurée à la sortie ne correspond pas à la valeur attendue (Vout).
- Absence de tension de sortie : Vout est proche de zéro, ce qui indique une ouverture dans le circuit.
- Surchauffe des résistances : Des résistances endommagées peuvent chauffer anormalement.
- Instabilité du signal : La sortie fluctue, signe d’un mauvais contact ou d’une résistance endommagée.
- Causes
- Résistances grillées ou hors tolérance : Une surtension ou un courant excessif peut endommager les résistances.
- Mauvais contact : Soudures froides ou connexions défectueuses sur le circuit.
- Court-circuit : Une piste ou une connexion peut créer un court-circuit entre deux points.
- Erreur de conception : Valeurs incorrectes des résistances utilisées.
- Diagnostic
a) Vérification Visuelle
Inspectez les résistances :
Recherchez des traces de brûlure ou des fissures
Vérifiez si une résistance a changé de couleur (signe de surchauffe).
Examinez les soudures et les connexions pour détecter des défauts.
b) Mesure des Résistances
Déconnectez l'alimentation du circuit.
Utilisez un multimètre en mode ohmmètre pour mesurer la valeur des résistances individuellement.
Comparez les valeurs mesurées avec celles indiquées (codes couleurs ou sérigraphie).
Si une résistance a une valeur infinie : elle est coupée
c) Mesure de la Tension
Rebranchez l'alimentation et mesurez la tension d'entrée et de sortie à l’aide du multimètre
- Appliquez la formule du diviseur de tension :
Vout = Vin × (R2 / R1+R2)
Si la tension de sortie ne correspond pas, une des résistances est probablement défectueuse.
- Réparation
1. Remplacement des résistances
Identifiez la résistance hors service et remplacez-la par une résistance de même valeur et même puissance.
2. Refaire les soudures
Si un problème de contact est détecté, refaites proprement les soudures avec un fer à souder.
3. Amélioration thermique
Si une résistance chauffe excessivement, utilisez une résistance de puissance supérieure pour éviter les surcharges.
- Conseils
Utilisez des résistances adaptées : Choisissez des résistances avec une puissance nominale adaptée au courant et à la tension du circuit.
Vérifiez les tolérances : Pour des applications précises, utilisez des résistances avec une tolérance plus faible (1 % ou moins).
Le diviseur résistif est un circuit simple, économique et polyvalent pour ajuster les niveaux de tension. Toutefois, il faut considérer les effets de la charge et la consommation de courant pour garantir une bonne performance dans les circuits pratiques.
