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257 - Impulsionnel

257 - Impulsionnel. III. LIGNES EN REGIME IMPULSIONNEL. 258 - Impulsionnel. III.1. Introduction.

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Presentation Transcript

  1. 257- Impulsionnel III. LIGNES EN REGIME IMPULSIONNEL

  2. 258- Impulsionnel III.1. Introduction Nous avons vu précédemment le comportement des lignes de transmissions alimentées par un générateur de tension sinusoïdale. Nous allons maintenant nous intéresser au comportement d’une ligne en régime impulsionnel. Ce régime revient à appliquer une tension en entrée de la ligne passant de 0 à une valeur constante E, puis après un temps t, cette tension revient à 0. Si t est très petit devant le temps de propagation sur la ligne on dit que c’est une impulsion de tension, si t est grand devant ce temps de propagation, c’est un échelon de tension.

  3. V(t) V(t) Eg Eg t t Tr 259- Impulsionnel III.1. Introduction Impulsions t Echelon

  4. 260- Impulsionnel III.1. Introduction Exemples d’applications : systèmes radars télécoms par impulsions (UWB) micro-ondes de puissance caractérisation de lignes Avantage : visualisation aisée des ondes incidentes et réfléchies

  5. 261- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension III.2.a. Définition de l’impulsion e t Exemple : pour une ligne de 100 mètres avec une vitesse de propagation de 200000 km/s, t<<0,5 ms E t l Zg Zc Zr E

  6. 262- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension III.2.b. Générateur adapté - charge réelle l Zg R Zc Zr Ve E Vs On a Zg=Zc ainsi qu’une charge réelle coefficient de réflexion

  7. 263- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension Ve t E/2 Tretour t Vs Cas pour R > 0 soit Zr > Zc E/2 Taller t

  8. 264- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension Ve Cas pour R < 0 soit Zr < Zc t E/2 Tretour t Vs E/2 Taller t

  9. 265- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension Cas particuliers : Zr infini : R=+1, l’impulsion réfléchie est identique à l’impulsion incidente Zr = 0 : R= -1, l’impulsion réfléchie est de même amplitude que l’impulsion incidente mais de signe opposé Zr = Zc : R= 0, la charge est adaptée, il n’y a pas de signal réfléchi

  10. 266- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension III.2.c. Générateur désadapté - charge réelle l Zg R Zc Zr Ve E Vs On a Zg et Zc différents mais toujours une charge réelle coefficient de réflexion sur la charge : coefficient de réflexion au générateur :

  11. 267- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension ici Ve est différent car le générateur n’est pas adapté à la ligne Comme les deux extrémités de la ligne sont désadaptées, on va avoir une succession d’aller-retour de l’impulsion entre le générateur et la charge.

  12. 268- Impulsionnel III.2. Impulsion de tension L’impulsion initiale de niveau E’ va se réfléchir sur la charge pour revenir avec un niveau Rr.E’ Elle va ensuite être réfléchie par le générateur avec un niveau Rg.Rr.E’, et ainsi de suite… Ve E’ Rg.Rr.E’ (Rg.Rr) 2.E’ 2T (Rg.Rr) n.E’ t

  13. III.2. Impulsion de tension 269- Impulsionnel Ve E’ Si Rg.Rr < 0 (Rg.Rr) 2.E’ (Rg.Rr) n.E’ t 2T Rg.Rr.E’

  14. III.2. Impulsion de tension 270- Impulsionnel Attention Dans la pratique, quand on mesure la tension en entrée ou en sortie de la ligne, on ne peut différencier en ces points l’onde incidente de l’onde réfléchie. Dans ce cas, pour le premier retour, on mesure Rr.E’ + Rr.Rg.E’ Cette valeur peut alors même être supérieure à E’. E’ 2T t

  15. III.2. Impulsion de tension 271- Impulsionnel III.2.d. Exemples de mesure Mesure du retard créé par une ligne longueur de la ligne affaiblissement

  16. - R 1 = Z Z 0 + R 1 III.2. Impulsion de tension 272- Impulsionnel Mesure en réflexion Vitesse de propagation : Vi V=2L/T AR Vr R =Vr/Vi T AR

  17. 273- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.a. Définition de l’échelon t e Équivalent à une impulsion de durée très grande par rapport aux phénomènes observés E t E t t -E

  18. 274- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.b. Générateur adapté - charge réelle l Zg R Zc Zr Ve E Vs On a Zg=Zc ainsi qu’une charge réelle coefficient de réflexion

  19. 275- Impulsionnel III.3. Échelon de tension Ve E/2 t 2t

  20. 276- Impulsionnel III.3. Échelon de tension Cas particuliers : Zr infini : R=+1, l’onde réfléchie double l’onde initiale Zr = 0 : R= -1, l’onde réfléchie annule l’onde initiale Zr = Zc : R= 0, la charge est adaptée, il n’y a pas de signal réfléchi (cst à E/2)

  21. 277- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.c. Générateur désadapté - charge réelle l Zg G1 Go Zc Zr E V1 Vo On a Zg et Zc différents mais toujours une charge réelle coefficient de réflexion sur la charge : coefficient de réflexion au générateur :

  22. 278- Impulsionnel III.3. Échelon de tension

  23. 279- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.d. Exemple Rg=10W, Zc=50W, Zl=100W G0=-2/3, Gl=1/3, K=5/6

  24. 280- Impulsionnel III.3. Échelon de tension animation

  25. 1 2 4 3 281- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.e. Réflectométrie temporelle Principe : envoyer un échelon de tension sur un dispositif permet par analyse du signal réfléchi de connaître les impédances et les distances des différentes discontinuités. TDR : Time Domain Reflectometry Très utile pour localiser une rupture de ligne ou une fuite (fibre optique) Diagramme observé Cas général

  26. V(t)/V0 G>0 1 G<0 Temps aller retour Tr Temps 282- Impulsionnel III.3. Échelon de tension Diagramme observé Cas général

  27. Rg=Zc V (t)/K l G 1+ V Zc, Tc, l Eg l C V R 1 0 t =C( R//Zc) c Temps Tcl 283- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.f. Cas de charges capacitives K=Eg/2 G=(R-Zc)/(R+Zc) V (t)/K 0 G 1+ 1 t =C( R//Zc) c Temps 2Tcl

  28. V (t)/K l Rg=Zc G 1+ C V Zc, Tc, l Eg l V R 1 0 t =C( R//Zc) c Temps Tcl 284- Impulsionnel III.3. Échelon de tension K=Eg/2 G=(R-Zc)/(R+Zc) V (t)/K 0 G 1+ 1 t =C( R//Zc) c Temps 2Tcl

  29. Rg=Zc L V Zc, Tc, l Eg l V R 0 285- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.g. Cas de charges inductives K=Eg/2 G=(R-Zc)/(R+Zc)

  30. V (t)/K Rg=Zc l G 1+ V V (t)/K L Eg Zc, Tc, l 0 l V R 0 1 G 1+ t =L/( R+Zc) L 1 t =L/( R+Zc) Temps L Tcl Temps 286- Impulsionnel III.3. Échelon de tension K=Eg/2 G=(R-Zc)/(R+Zc) 2Tcl

  31. 287- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.h. Exemple de TDR Discontinuité inductive t =L/( R+Zc) L V (t)/K 0 K=Eg/2 G =( R-Zc)/( t R+Zc) (1-G). / Tr L Rg=Zc G 1 L V Eg Zc, Tc, l l V R 0 Temps 2Tcl Extraction des valeurs de L et R Précision dépendant de Tr (temps de montée)

  32. Rg=Zc V Eg Zc, Tc, l l V C R 0 288- Impulsionnel III.3. Échelon de tension Discontinuité capacitive K=Eg/2 t V (t)/K =C.R.Zc/( R+Zc) 0 C G =( R-Zc)/( R+Zc) G 1 t (1+G). / Tr c Temps 2Tcl Extraction des valeurs de C et de R Précision dépendant de Tr

  33. 289- Impulsionnel III.3. Échelon de tension III.3.i. Prise en compte des pertes Toutes les valeurs présentées supposaient une ligne sans pertes. Pour prendre en compte les pertes d’une ligne, il suffit de multiplier le signal par un facteur en eal pour chaque longueur de ligne parcourue.

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