on pose l = R/2L, w02 = 1/LC.
L'équation
devient l'équation de Mathieu : d2q/dt2 + 2l.dq/dt + (1
+ K.v.coswt)q = 0 .
L'effet produit
par la tension de commande V est équivalent à une variation de la capacité de
C. Tout ce passe comme si l'épaisseur du condensateur variait selon une loi
de la forme e = E(1 - KV).
L'étude analytique (assez délicate) de cette équation
montre qu'il existe des résonances autour des fréquences 2f0, f0,
2f0/3 ...
En dessous d'une valeur seuil de v, le système
oscille avec une amplitude faible. Au delà du seuil, l'amplitude de l'oscillation diverge
avec une croissance exponentielle qui est limitée en pratique par le multiplieur.
L'amortissement du circuit agit sur la valeur du seuil.
Au voisinage de certaines
valeurs des paramètres, le fonctionnement de ce circuit est très sensible
aux valeurs des conditions initiales.
Le programme calcule l'évolution du potentiel aux bornes du condensateur par intégration numérique de l'équation
différentielle mais la valeur maximum de la charge du condensateur est limitée pour tenir compte
des performances réelles du multiplieur.
Commandes :
Des zones de texte permettent la saisie des valeurs des paramètres du circuit du montage.
Le bouton permet de visualiser soit l'évolution de la tension U1
en fonction du temps soit la courbe donnant l'intensité en fonction de la charge
(équivalent d'un diagramme de phase).
Les valeurs de L et C sont choisies
pour que la fréquence propre soit égale à 1 kHz. A cette fréquence, le fonctionnement
du multiplieur ne pose aucun problème de déphasage. Attention, il faut valider la
dernière valeur saisie.
Etude
:
Pour w/w0
voisin de 2 examiner l'évolution de la valeur du seuil. Examiner le rôle de
l'amortissement.
Les régimes de fonctionnement d'un tel circuit sont multiples
: examiner par exemple les cas suivants et faire varier légèrement les
paramètres autour des valeurs proposées.
w/w0 |
Vexc |
l |
1,2 |
1,5 |
0 |
1,05 |
0,8 |
50 |
1,03 |
0,8 |
50 |
1,52 |
0,9 |
0 |
2,5 |
1 |
0 |
0,66 |
1.2 |
20 |
0,60 |
0,81 |
100 |