Qu'est-ce qu'un circuit accordé (tank circuit) ?

Un circuit accordé (tank circuit) est un circuit électronique utilisé dans de nombreuses applications : oscillateurs, récepteurs TV et radio. Dans sa forme la plus basique, il ne contient que deux composants : un condensateur et une bobine (inductance). En application réelle, d'autres éléments influencent son fonctionnement : charge résistive et source de courant alternatif.

Le concept de filtrage

Imaginez-vous dans une salle de cent personnes conversant, attendant le lever de rideau. Vous entendez un brouhaha mais ne distinguez aucune conversation. Si vous pouviez filtrer toutes les conversations sauf une, vous comprendriez clairement ce qui se dit.

Signification

De même, vous êtes bombardé en permanence par des centaines, milliers de signaux RF (radiofréquences) : TV, radio, CB, radioamateur, police, urgences, météo satellite... Il ne suffit pas de les détecter ; il faut les filtrer sur une bande étroite pour exclure les autres. Quand vous syntonisez votre radio sur votre station favorite, le circuit interne sélectionne une bande de fréquence étroite et en extrait le signal audio : vous n'entendez que cette station. Un tour de bouton ou une pression sur une touche, et cette station se tait, une autre remplit la pièce, comme par magie. Même principe pour « changer de chaîne » sur votre TV.

Fonction

Dans sa forme la plus simple, un circuit électronique pour « accorder » une fréquence ou bande de fréquence spécifique est composé de deux composants : un condensateur et une inductance, connectés en parallèle pour former un « tank circuit » (voir schéma).

Histoire

Le nom « tank » (réservoir) vient du fait que ce circuit stocke de l'énergie. Selon les valeurs électriques du condensateur et de l'inductance, un courant alternatif peut aller et venir entre les deux composants dans un cycle périodique. Ce circuit « résonnant » ou « accordé » fonctionne par un flux d'énergie allant et venant entre condensateur et inductance, et retour. Il est aussi appelé circuit « LC ». En électronique, « L » = inductance (henrys), « C » = capacité (farads).

Les composants

Traditionnellement, un condensateur est deux feuilles d'aluminium enroulées avec une couche de papier ciré ou autre isolant entre elles. On peut l'imaginer comme deux plaques métalliques superposées, séparées par un isolant (parfois de l'air). Sous tension (une plaque +, l'autre -), il stocke une charge. Une inductance est typiquement un fil isolé enroulé, parfois sur noyau de fer. Quand le courant passe, un champ magnétique s'établit autour de la bobine. L'inverse se produit quand le champ s'effondre : le champ qui s'effondre induit un courant dans le fil.

Fonctionnement

Une fois l'énergie fournie au circuit accordé, un cycle commence. Le condensateur stocke l'énergie dans sa configuration de plaques. Dans le circuit, les plaques du condensateur sont connectées aux extrémités de la bobine. Quand le courant sort du condensateur (sa tension chute) et entre dans l'inductance, un champ magnétique se forme autour de la bobine. Bien que le condensateur se vide vite, le courant continue de circuler dans l'inductance grâce à l'énergie du champ magnétique. Ce courant renvoie de la charge dans le condensateur, mais avec polarité inversée (plus et moins échangés). Le cycle se répète, encore et encore, à une période (fréquence) déterminée par les valeurs de l'inductance, du condensateur, et d'autres composants du système. Ce n'est pas une machine à mouvement perpétuel : une source de courant alternatif doit constamment alimenter le circuit. Des formules mathématiques déterminent la fréquence de résonance, la largeur de bande, les valeurs L et C, etc. On les trouve dans tout manuel d'électronique de base. Les circuits accordés servent dans les oscillateurs, équipements RF (TV, radios), et autres dispositifs électroniques.