6. Charakteristik und Drehrichtung von Potentiometern

À l'origine, les potentiomètres n'avaient qu'une courbe de résistance linéaire. Cela signifie que si l'on place le potentiomètre dans sa position centrale, on a la moitié de la résistance entre le curseur et une position finale. On s'est toutefois rapidement rendu compte que cette caractéristique est insuffisante dans de nombreux cas. Le réglage du volume (en anglais Volume) est particulièrement concerné. La sensibilité de l'oreille humaine étant logarithmique, une courbe de résistance linéaire entraîne une variation irrégulière du volume. C'est la raison pour laquelle différentes courbes de résistance, également appelées caractéristiques (en anglais taper), ont été développées.

Pour compenser le comportement logarithmique de l'ouïe, on a besoin d'une courbe de résistance qui, d'un point de vue mathématique, correspond à la fonction inverse du logarithme. La courbe de résistance doit donc suivre une fonction de puissance. C'est à tort que les potentiomètres présentant une telle caractéristique sont appelés logarithmiques. Afin d'éviter toute confusion, nous resterons fidèles à cette erreur dans la suite de l'étude, contre toute évidence. Examinons tout d'abord les principales courbes de résistance ou caractéristiques.

En principe, on peut indiquer deux courbes, puisque le potentiomètre est composé de deux résistances partielles. Nous nous limitons toutefois à la résistance qui existe à mi-chemin entre le curseur et le début de sa course. Si l'on tourne alors le curseur dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à la butée, la résistance devient de plus en plus grande au fur et à mesure que l'angle augmente (le comportement inverse s'applique alors à l'autre résistance).

Pour déterminer cette résistance et son évolution en fonction de l'angle de rotation, il suffit d'utiliser un multimètre. On relier alors l'appareil de mesure au potentiomètre comme indiqué sur le schéma. On ajuste ensuite la mesure sur différents angles et on mesure la résistance correspondante. Un potentiomètre normal avec une résistance caractéristique de 500 kOhms provenant d'une guitare électrique a donné le résultat suivant :

Mesure de l'évolution de la résistance d'un potentiomètre

On voit maintenant plusieurs choses ici :

1. l'angle de rotation mécanique est de 300°.

2. la résistance caractéristique est en réalité de 570 kOhms, ce qui correspond à un écart de 14%.

3. la résistance ne varie pas uniformément avec l'angle de rotation. La courbe n'est donc pas linéaire.

4. la résistance ne varie pas sur l'ensemble de l'angle de rotation. La modification commence à environ 50° et se termine à environ 260°. L'angle de rotation électriquement efficace n'est donc que de 210°.

En réalité, les fabricants font la distinction entre l'angle de rotation mécanique et l'angle de rotation électrique. Cette différence est généralement due à la construction et ne peut pas être totalement évitée. Voilà donc une autre constatation :

Un potentiomètre ne modifie sa valeur électrique que sur une partie de l'angle de rotation mécanique. Aux deux extrémités, environ 15% de l'angle de rotation sont sans effet électrique.

Si l'on ne considère que l'angle de rotation électrique, c'est-à-dire la plage de 50° à 260°, nous obtenons ici la variation de résistance de 0% à 100% de la résistance caractéristique. La courbe montrée dans l'image précédente est généralement appelée logarithmique. L'inverse est appelé antilogarithmique (angl. reverse log). L'image suivante montre les trois courbes les plus courantes :

Représentation graphique de différentes caractéristiques de potentiomètre

La courbe logarithmique de la résistance a été définie de manière à ce qu'un droitier perçoive une augmentation du volume lorsqu'il tourne le potentiomètre dans le sens des aiguilles d'une montre. Pour un gaucher, c'est très inhabituel, car il s'attend justement au comportement inverse. C'est pourquoi il existe des potentiomètres spéciaux pour gauchers. Dans ce cas, la résistance atteint sa valeur maximale à 0% de l'angle de rotation et diminue ensuite. En réalité, il s'agit d'un potentiomètre à caractéristique antilogarithmique, dont il suffit d'intervertir les connexions A et E.

Dans le cas d'une caractéristique linéaire, on ne fait pas de distinction entre gauchers et droitiers. Ici, on se contente d'intervertir les connexions A et E. Cela nous amène à la conclusion suivante :

Les potentiomètres logarithmiques ont un sens de rotation ; les potentiomètres linéaires n'en ont pas.

Les deux courbes logarithmiques présentées existent dans un grand nombre de variations. Le degré de courbure de la fonction est déterminé par la résistance à un angle de rotation de 50°. Les potentiomètres les plus courants ont des résistances comprises entre 10% et 20% pour les courbes logarithmiques et entre 80% et 90% pour les courbes antilogarithmiques.

Les potentiomètres avec une caractéristique en forme de S constituent une forme spéciale. L'image suivante montre deux exemples de courbes :

Représentation graphique de différentes caractéristiques de potentiomètre

Ici, la trajectoire de la résistance est produite avec une partie logarithmique et une partie antilogarithmique. De tels tracés ne sont toutefois que rarement nécessaires. Ces composants sont donc difficiles à obtenir et chers.