Comprendre l importance des alimentations linéaires faible bruit

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1 Comprendre l importance des alimentations linéaires faible bruit Introduction Agilent propose une gamme variée d alimentations à courant continu (DC), des plus simples aux plus complexes, adaptées à vos spécifications de test. Les alimentations de la série E3600 sont des modèles de laboratoire économiques caractérisés par une puissance propre, une excellente régulation et une réponse rapide aux transitoires. Note d application (ES) Equipements Scientifiques SA - Département Tests Energie Mesures rue de Buzenval BP Garches Tél Fax tem@es-france.com - Site Web:

2 Figure 1. Alimentations Agilent série E3600 Les alimentations linéaires et à commutation sont actuellement les plus courantes. Bien que les alimentations linéaires soient sur le marché depuis de nombreuses années, les alimentations à commutation s imposent de plus en plus en raison des avantages qu elles présentent : haute efficacité, forme compacte et faible génération de chaleur. Les alimentations linéaires s utilisent généralement dans les environnements R&D et dans les systèmes de test de production. Elles offrent des performances élevées, un écart périodique et aléatoire faible (PARD), autrement dit moins d ondulation résiduelle et de bruit, une excellente régulation de secteur et de charge et un meilleur temps de réponse aux transitoires. Comparées aux alimentations à commutation, les alimentations linéaires sont relativement inefficaces. Leur conception a tendance à les rendre encombrantes, mais elles offrent la solution la plus efficace dans les applications à faible puissance. Lorsque vous choisissez une alimentation de qualité instrumentation pour les tests sur banc, vous devez prendre en compte l efficacité, les dimensions, le temps de réponse aux transitoires et le prix, le facteur clé étant les performances de bruit de l instrument. Les alimentations linéaires présentent généralement moins de bruit que les modèles à commutation. Au fil du temps, la conception des alimentations à commutation s est cependant améliorée et leurs performances de bruit sont maintenant égales à celles de leurs homologues linéaires. Il n en reste pas moins que les alimentations à commutation faible bruit sont plus coûteuses et elles sont généralement réservées principalement aux applications à puissance élevée, tandis que les alimentations linéaires à faible bruit conviennent aux applications à faible puissance. Dans cet article, vous allez découvrir et comprendre les raisons pour lesquelles les alimentations linéaires faible bruit sont nécessaires et comment elles se situent par rapport aux alimentations à commutation d entrée de gamme, dans la même gamme de prix. 2

3 Avez vous besoin d alimentations faible bruit? PRINCIPAUX AVANTAGES 1. Faibles niveaux d ondulation résiduelle et de bruit 2. Hautes performances Les alimentations faible bruit sont indispensables dans certaines applications basse puissance et le principal avantage des modèles linéaires a trait à leurs faibles niveaux d ondulation résiduelle et de bruit. Si vous utilisez des alimentations à commutation d entrée de gamme présentant un bruit élevé en sortie, ou si vous souhaitez supprimer le bruit indésirable, vous devez leur adjoindre des filtres électroniques (condensateurs), des filtres d interférences électromagnétiques ou un blindage contre les radiofréquences (RF) pour les applications à faible bruit. Malheureusement, les filtres et le blindage rendent ces applications plus complexes et plus onéreuses. Il peut être compliqué d obtenir un signal de sortie propre lors de l émission et de la réception de signaux RF. La sortie DC des alimentations à commutation d entrée de gamme peut contenir de nombreuses composantes spectrales haute fréquence, tandis que la sortie des alimentations linéaires ne comporte généralement pas de bruit haute fréquence et on n assiste donc pas à la génération d interférences dans les applications RF. La puissance délivrée aux antennes actives, aux convertisseurs-abaisseurs de fréquence ou aux préamplificateurs nécessite des alimentations à très faible bruit. Un bruit qui se superpose à la puissance DC peut pénétrer dans l antenne ou le fil d antenne et provoquer une interférence avec le signal utile. Les interférences électromagnétiques générées par l alimentation peuvent aussi pénétrer dans l entrée du récepteur et réduire le rapport signal/bruit du signal reçu. Les Figures 2 et 3 illustrent comment un circuit alimenté par une alimentation peut affecter un signal RF. Figure 2. Circuit alimenté par une alimentation linéaire Figure 3. Circuit alimenté par une alimentation à commutation Les amplificateurs opérationnels utilisés dans les circuits audio analogiques et les CI haute densité des systèmes numériques sont très sensibles au bruit généré par l alimentation. Si un amplificateur opérationnel a son entrée référencée à l alimentation, tout bruit haute fréquence présent dans l alimentation à commutation d entrée de gamme se retrouvera couplé à la sortie. Par exemple, lorsque vous concevez un amplificateur pour écouteur basé sur un amplificateur opérationnel simple, l ondulation résiduelle et le bruit générés par l alimentation peuvent avoir un effet sur la mesure en sortie de l amplificateur opérationnel et sur ses performances. L utilisation d éléments de dérivation ou de découplage pourront nettoyer la sortie, mais avec une complexité de conception accrue et un coût plus élevé du produit. 3

4 Les alimentations de la série E3600 répondent à ce défi par une sortie stable et faible bruit. Les Figures 4 et 5 comparent les niveaux de bruit de l alimentation série E3600 et d une alimentation à commutation d entrée de gamme, utilisées sur un oscilloscope numérique. Figure 4. Agilent E3634A Vppmean (Vc-c moy) = 1,49 mv Figure 5. Alimentation à commutation Vppmean (Vc-c moy) = 33,59 mv CONCLUSION Les alimentations, qu elles soient linéaires ou à commutation, présentent des avantages et des inconvénients. Les alimentations à commutation d entrée de gamme sont couramment utilisées dans de nombreux domaines en raison de leur efficacité et de leur prix plus abordable, mais elles ne parviennent pas à réduire le bruit. Si vous recherchez les performances et une puissance exempte de bruit, une alimentation linéaire ou une alimentation à commutation haut de gamme seront votre meilleur choix. Documentation Agilent associée Reportez-vous à la note d application qui suit pour plus d informations. Titre de publication Understanding Linear Power Supply Operation (AN 1554) Comprendre le fonctionnement des alimentations linéaires Réf. publication FRE 4

5 Agilent Updates Recevez toute l actualité des produits et applications de votre choix. LXI, basé sur une implémentation LAN, est le successeur de GPIB et procure une connectivité plus rapide et plus efficace. Agilent est un membre fondateur du consortium LXI. Partenaires de distribution Agilent Vous gagnez sur tous les plans. L expertise de la mesure et la gamme étendue des produits Agilent, alliées à la commodité d un partenaire de distribution. Les Services Agilent Advantage ont pour mission de vous permettre d utiliser vos équipements sans problème pendant toute leur durée de vie. Nous mettons à votre disposition notre expertise de la mesure et de la maintenance pour vous aider à concevoir des produits qui auront un impact sur notre monde. Pour préserver votre compétitivité, nous investissons en permanence dans des outils et des processus destinés à accélérer le calibrage et la réparation, à réduire votre coût de propriété, le tout en nous positionnant à la pointe de votre courbe de développement. Pour plus d informations sur les produits, applications ou services Agilent Technologies, veuillez contacter votre agence locale Agilent. La liste complète est disponible sur : Amériques Canada (877) Brésil (11) Amérique latine Mexique États-Unis (800) Asie Pacifique Australie Chine Hong Kong Inde Japon 0120 (421) 345 Corée Malaisie Singapour Taïwan Thaïlande Europe & Moyen-Orient Autriche 43 (0) Belgique 32 (0) Danemark Finlande 358 (0) France * *0,125 /minute Allemagne 49 (0) Irlande Israël /544 Italie Pays-Bas 31 (0) Espagne 34 (91) Suède Suisse Royaume-Uni 44 (0) Autres pays d Europe : Date de révision : 8 juillet 2010 Les spécifications et descriptions des produits présentés dans ce document sont sujettes à modification sans préavis. Agilent Technologies, Inc., 2010 Imprimé aux Etats-Unis, 7 avril FRE (ES) Equipements Scientifiques SA - Département Tests Energie Mesures rue de Buzenval BP Garches Tél Fax tem@es-france.com - Site Web: