Voir aussi : - Le condensateur - Le condensateur multi-cages - Calcul d'un CV - Démultiplication - Condensateur ajustable - Loi de variation de capacité d'un CV -

Définition

Le condensateur variable (CV) est un composant utilisé en radio à la place d'un condensateur fixe lorsqu'il est besoin d'une capacité variable à volonté. Il est composé de deux armatures dont l'une est mobile (R : le rotor), commandée par un axe (R) et l'autre fixe (S : le stator). Sa capacité varie en continu entre une valeur minimum (la capacité résiduelle) et une valeur maximum (la capacité nominale) selon une fonction appelée loi de variation. Une autre caractéristique d'un CV est sa tension d'isolement.

Utilisation

Dans les réalisations "radioamateur" le condensateur variable trouve sa principale utilité dans les circuits oscillants (oscillateur, amplificateur, boite d'accord...). Au-dessus de 100 MHz il a été remplacé dans les applications à très faible puissance par la diode varicap, plus compacte et moins coûteuse mais conserve sa place dès que les tensions mises en œuvre dépassent quelques dizaines de volts ou qu'une très grande stabilité est nécessaire dans un montage simple.
Le CV peut servir à régler la fréquence d'oscillation d'un générateur (VFO) ou à faire l'accord du circuit oscillant sur une fréquence particulière. On le trouve également dans les boîtes d'accord pour introduire une réactance capacitive variable.

Technologies différentes

On peut faire varier la capacité d'un condensateur en agissant sur 3 facteurs :
- nature du diélectrique
- distance entre les armatures
- surface commune entre les deux armatures
La plupart des CV sont construits selon ce dernier principe, des lames mobiles s'introduisant entre des lames fixes.
Les CV de faible volume ont parfois un diélectrique en plastique ce qui permet à la fois d'augmenter la capacité et de réduire la distance entre lames.
L'axe d'un CV peut être libre de tourner sans fin ou peut être limité à 180 degrés (comme le modèle ci-dessus)
Les lames d'un CV à fort isolement ne présentent pas d'angles vifs pour limiter les risques d'amorçage entre armatures, les coins sont arrondis.

Qualités d'un condensateur variable

Selon son utilisation on exigera d'un CV :
- précision de la capacité - appareil de mesure, générateur
- forte variation entre mini et maxi - récepteur à large couverture en fréquence
- grande capacité maxi - utilisation sur les fréquences basses (<5MHz)
- fort isolement - amplificateurs de puissance, boites d'accord, antennes cadre magnétique
- grande stabilité de la capacité - oscillateur local d'un récepteur, VFO dans un émetteur, générateur HF

CV multi-cages

Lorsque 2 condensateurs sont réunis et commandés par un seul axe, chacun d'eux prend le nom de cage. Les CV utilisés dans les récepteurs de radiodiffusion sur grandes ondes et petites ondes comporte généralement 2 cages dont l'une commande la fréquence de l'oscillateur et l'autre l'accord du circuit sélectif d'entrée. Pour les récepteurs munis d'un amplificateur HF accordé un CV à 3 cages était utilisé. On rencontre parfois des CV à 5 voire 8 cages (matériel militaire de surplus).
La capacité des 2 cages est la plupart du temps identique mais on trouve également des CV de capacités différentes (récepteurs de radiodiffusion pour des fréquences inférieures à 2 MHz)
Plus rarement on rencontre des CV dont les deux cages ne sont pas côte à côte mais symétriques, comme les ailes d'un papillon, d'où leur nom de CV papillon. Ils sont utilisés entre autre dans les montages push-pull symétriques.

Démultiplication

Pour faciliter le réglage précis de la capacité dans les VFO, un démultiplicateur est utilisé. Il en existe de différentes sortes. Les démultiplicateurs qui sont incorporés sur les CV utilisent généralement le principe pignon/roue dentée ou roue et vis sans fin. Un système de rattrapage de jeu est bien utile quand on doit revenir légèrement en arrière. Il existe des démultiplicateurs qui sont montés entre le CV et le bouton de commande.

Montage d'un CV

Dans un appareil, on s'efforce de placer le CV derrière la face avant de façon à ce que le bouton de manœuvre soit directement accessible. Si le CV doit être reculé par rapport à la face avant, il est possible de prolonger son axe. Pour éliminer les problèmes d'alignement des axes on peut intercaler un cardan ou un flector. Ces accessoires ne doivent pas avoir de jeu.
Un CV éloigné de l'opérateur peut être télécommandé à l'aide d'un petit moteur électrique (sur une antenne, par exemple)
L'armature correspondant aux lames mobiles est généralement reliée à la carcasse du condensateur qui lui même est relié à la masse. Si nécessaire on devra monter le CV sur des colonnettes isolantes pour isoler le CV de la masse.
Dans un oscillateur stable, le CV ne doit pas se trouver placé trop près d'une tôle métallique à la masse et pouvant se déplacer en faisant varier la capacité du circuit oscillant dont fait partie le CV.

Variation de capacité

En général la variation de capacité est linéaire. Dans ce cas l'étalonnage en fréquence n'est pas linéaire. Pour obtenir une variation linéaire de la fréquence sur le cadran de l'appareil il existe des CV dont les lames mobiles ne sont pas des demi-cercles mais ont un profil spécial. On trouve parfois dans les surplus des CV dont la loi de variation de la capacité permet un étalonnage linéaire du cadran pour la variation de longueur d'onde. Voir Loi de variation de capacité d'un CV