On peut mesurer approximativement la fréquence de résonance
d'un circuit oscillant avec un grid-dip mais il faut plusieurs
mesures précises pour connaître sa sélectivité.
La présente manip met en oeuvre un générateur
HF étalonné et un voltmètre à haute
impédance avec sa sonde HF.
Le circuit oscillant à tester est constitué d'un
condensateur de 110 pF en parallèle avec une bobine de
50 spires comportant :
- une prise à 7spires utilisée pour la connexion
au générateur
- une prise à 20 spires pour la mesure de la tension.
Ainsi le circuit ne sera guère amorti par le générateur
et la sonde de mesure
La bobine a une longueur de 33 mm et le diamètre du
mandrin est de 16 mm, on peut prédire assez facilement
son inductance L à l'aide d'une formule (voir Les
inductances HF ). Le calcul donne 15,6 µH ce qui devrait
donner une fréquence de résonance de 3,83 MHz avec
un condensateur de 110pF (tolérance 1%)
A est le point commun relié à la masse des
appareils.
Le générateur est branché entre A
et B et la sonde de mesure entre A et C
Appareils utilisés
Genérateur HF : analyseur
d'antenne MFJ-259 couvrant de 1,7 à 170 MHz, comme
sa sortie est à basse impédance, son branchement
entre les prises A et B de la self évite que la mesure
soit trop perturbée par la présence du générateur. Voltmètre HF : une sonde HF simple redresse le signal
avant de l'appliquer à l'entrée verticale d'un oscilloscope
commutée en mesure de tensions continues.
Mesures
La tension crête-à-crête est relevée
pour différentes valeurs de la fréquence.
On commence par rechercher la fréquence de résonance
du circuit en cherchant le maximum de tension entre A et C. La
valeur mesurée est très proche de celle calculée
(fo = 3,83 MHz).
f (MHz)
U (V)
f (MHz)
U (V)
1,75
0,40
3,83
4,40
2,23
0,50
3,90
4,00
2,23
0,50
3,98
3,00
2,84
1,00
4,05
2,20
3,26
1,50
4,13
1,50
3,50
2,20
4,23
1,00
3,64
3,00
4,34
0,50
3,76
4,00
4,55
0,20
Calcul de la bande passante
La bande passante se mesure à des niveaux précis,
par exemple -3dB en dessous du maximum. Le tableau
de correspondance de la page "décibels" donne
un rapport de 1,41 pour 3dB donc le niveau -3dB correspond à
un rapport de 1/1,41 soit 0,70. La tension U équivalente
est 4,40 x 0,70 = 3,08 volts (environ 3 volts).
Sans changer le niveau de sortie du générateur on
peut obtenir 3 volts aux bornes A-C avec 2 fréquences différentes
: 3,64 MHz et 3,98 MHz. La différence entre ces
deux fréquences est la bande passante à -3dB :
Calcul du facteur de qualité Q du circuit
C'est le rapport entre la fréquence de résonance
et la bande passante à -3dB que l'on vient de calculer
:
Un facteur de qualité de 11 n'est pas très bon.
Cette médiocre performance est due à l'absence de
noyau magnétique qui aurait permis de réduire le
nombre de spires, donc la résistance du fil.
