Qu’est-ce qu’un condensateur variable ?
Un condensateur variable est un condensateur dont la structure permet de faire varier sa capacité.
Par opposition, un condensateur à capacité fixe est parfois appelé condensateur fixe. Les condensateurs variables se subdivisent en condensateurs semi-fixes (condensateurs trimmer) et en condensateurs variables (varicons), dont la capacité peut être constamment modifiée en fonction des besoins.
Les condensateurs semi-fixes ont une capacité relativement faible et une structure qui permet de faire varier la capacité. Ils sont réglés à l’aide d’un pilote lors de la configuration initiale et sont ensuite utilisés comme condensateurs fixes. Un balicon est constitué de plaques d’électrodes semi-circulaires disposées sur le même axe, avec un côté de la plaque fixe et l’autre côté tournant autour de l’axe de rotation.
Cette structure permet de modifier la zone de chevauchement des plaques d’électrodes lorsque l’on fait tourner l’axe de rotation, ce qui permet de faire varier la capacité électrostatique entre les plaques. Le varicon proprement dit est constitué de plusieurs plaques d’électrodes et a une capacité plus importante qu’un varicon constitué de deux plaques d’électrodes.
Utilisations des condensateurs variables
Les condensateurs variables sont principalement utilisés dans les circuits de résonance LC pour faire varier la fréquence de résonance. Par exemple, pour modifier en continu le circuit d’accord d’un syntoniseur, la fréquence de la bande passante d’un filtre passe-bande ou la fréquence d’oscillation d’un oscillateur.
1. Condensateurs semi-fixes
La principale utilisation des condensateurs semi-fixes est le réglage fin, par exemple pour la correction d’un circuit. La capacité peut être modifiée à l’aide d’un pilote de réglage (tige de réglage) et n’est pas conçue pour changer de capacité régulièrement.
Les condensateurs de compensation de phase dans les sondes passives des oscilloscopes en sont un exemple.
2. Condensateurs variables
Un exemple familier de varicon est la vieille radio. Lors de la sélection d’une station, un bouton sur le varicon était tourné pour trouver le point de sensibilité maximale. On l’utilise également pour régler les fréquences d’émission et de réception des appareils de radiocommunication et pour la syntonisation.
Principe des condensateurs variables
En général, la capacité d’un varicon est déterminée par la distance entre les plaques d’électrodes, la zone de recouvrement et la constante diélectrique de l’air. La constante diélectrique de l’air étant relativement faible, la capacité est de l’ordre de quelques centaines de pF, malgré la grande forme.
Par ailleurs, pour réduire leur taille, il existe un “polyvaricon” dans lequel un film de polyéthylène est inséré entre les électrodes. Ceux qui utilisent l’air comme diélectrique sont appelés “varicons à air” pour les distinguer. Le Poly Varicon a été principalement utilisé dans les radios à transistors, où la miniaturisation était une priorité. Cependant, les varicons à air ont de meilleures caractéristiques en tant que condensateurs, et le Q du circuit résonant est plus élevé avec les varicons à air.
Il existe également un type de varicos connu sous le nom de varicos multiple, dans lequel plusieurs varicos sont disposés en série et la capacité de plusieurs varicos peut être modifiée simultanément sur un seul arbre rotatif. Le type le plus couramment utilisé est le triple varicon, qui intègre trois varicons. Dans les radios superhétérodynes et les équipements de communication, le circuit d’accord connecté à l’antenne, le filtre passe-bande installé à la sortie du circuit amplificateur haute fréquence et le circuit oscillateur local pour la conversion vers une fréquence intermédiaire doivent faire varier leurs fréquences de manière synchrone.
Dans le cas d’un varicon triplex, la capacité des trois varicons change en tournant un axe de rotation, ce qui permet de modifier les caractéristiques et la fréquence d’oscillation de chaque circuit en même temps. Si les varicons étaient installés indépendamment pour chaque circuit, ils devraient être réglés à la valeur optimale pour chaque circuit, ce qui rendrait leur utilisation très difficile.
Autres informations sur les condensateurs variables
Demande de varicones
Les varicons étaient autrefois largement utilisés dans les équipements de télécommunications, les radios et les tuners, mais il s’agit de composants volumineux et coûteux qui sont aujourd’hui rarement utilisés. L’une des raisons en est l’avènement des condensateurs variables.
Il s’agit de composants dont la capacité peut varier librement en fonction de la tension de commande et qui, en combinaison avec des circuits de commande, ont permis l’automatisation de l’accord de fréquence. Par ailleurs, le circuit d’oscillation a été remplacé par un synthétiseur à partir du circuit d’oscillation LC utilisant une bobine et un condensateur.
Les synthétiseurs sont basés sur des circuits d’oscillation à cristaux et offrent donc une excellente stabilité de la fréquence d’oscillation et un réglage facile de la fréquence. En raison de ces avancées technologiques, l’utilisation du varicium a progressivement diminué et sa production est devenue très faible.
Les condensateurs Trimmer ont également été largement remplacés par des condensateurs variables, bien qu’ils soient encore utilisés dans certains produits à bas prix.