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Fiche de cours d'ELECTRONIQUE
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IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Btemps Andr MPh1 2010/11
ELECTRONIQUE module 1
Au verso de cette page de garde : Utilisation de Moodle
Fiches de COURS
Cours n1: FONCTION DE TRANSFERT page n1
Cours n2: DIAGRAMME DE BODE page n2 Cours n3: AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL page n5 Cours n4: Intgr au TD n4 Cours n5: LA DIODE DE REDRESSEMENT page n7 Cours n6: LE TRANSISTOR BIPOLAIRE PREMIERE PARTIE page n8 Cours n7: LE TRANSISTOR BIPOLAIRE DEUXIEME PARTIE page n10
Complments sur la diode et les transistors
TD
TD n1: FONCTION DE TRANSFERT page n1
TD n2: DIAGRAMME DE BODE page n3 TD n3: AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL page n5 TD n4: MONTAGES AMPLI OP page n7 TD n5: LA DIODE DE REDRESSEMENT page n9 TD n6: LE TRANSISTOR BIPOLAIRE PREMIERE PARTIE page n11 TD n7: LE TRANSISTOR BIPOLAIRE DEUXIEME PARTIE page n12
TP
TP 1 : Diagramme de BODE page n1 TP 2 : AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL page n 4 TP 3 : REDRESSEMENT page n 6 TP 4 : UTILISATION DU TRANSISTOR BIPOLAIRE page n 9 TP 5 : FILTRES ACTIFS page n 13
En fin de poly : Les noncs des derniers tests (solution sous Moodle) Lannexe du TP 3 (en 2 exemplaires) dtacher
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6 2
2010-2011 Fiche de cours d'ELECTRONIQUE MPh 1
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n1
Cours N1 FONCTION DE TRANSFERT
1. PREREQUIS : 1.1. NOTATION COMPLEXE
en rgime permanent sinusodal : )tcos(2I)tcos(I)t(i
)tcos(2V)tcos(V)t(v
M
M
+=+=
==
chaque grandeur instantane on associe une grandeur complexe telle que :
v(t)=e(V) avec V=VM e jwt =V e jwt2 (si v(t) sinus alors v(t)=m((V)) i(t)=e(I) avec I=IM e wtj )( + =I e wtj2 )( +
Remarque : En lectrotechnique vu que la frquence est fixe et que les appareils de mesure fournissent une valeur efficace, on utilise des expressions simplifies (amplitudes complexes associes) et ainsi on associe V v(t) et I e j i(t).
1.2. IMPEDANCE COMPLEXE on dfinit : I
VZ = pour une pulsation donne, = 2pif.
RZR
= jCZC
1= jLZ
L=
Faire le 1. de la fiche d'exercices AVANT d'arriver en TD.
2. FONCTION DE TRANSFERT
ve(t), et vs(t), sinusodales de mme pulsation = 2pif rgime linaire, ni saturation, ni distorsion
e
s
VV
)j(H =
Exemple : Filtre passe-haut
Physiquement :
si f 0 schma quivalent
si f schma quivalent
passe les " "
coupe les "."
Calcul littral de H(j):
Vrification cohrence du rsultat : si f 0 H ~
si f H ~
quadriple linaire
2010-2011 Fiche de cours d'ELECTRONIQUE MPh 1
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n2
Cours N2 DIAGRAMME DE BODE
1. REPRESENTATION GRAPHIQUE
[ ] radiansoursdegenHArgPhasedcibelsenHlog20HGain
dB
=
= en fonction de log (f)
chelle logarithmique : on reprsente log (f) mais on note en abscisse la frquence et non son logarithme.
intrt de la reprsentation :
21HHH =
2121
dB2dB12121dBdB
HArgHArg)HH(Arg)H(Arg
HHHlog20Hlog20HHlog20HHlog20H
+===
+=+====
Les fonctions de transfert sont dcomposes en produits de fonctions de transfert bien connues (forme canonique), puis on somme les diagrammes de Bode de chaque partie, en gain et en phase.
Faire les exercices 2 et 3
2. DIAGRAMMES DE BODE DES FONCTIONS DU PREMIER ORDRE
H0
Conclusion : Diffrence entre
H et HdB (>ou
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H2
H3
Complments : Trac rel de H3
Calculer H3dB pour f=f0/2 puis puis faire de mme
Justifier le nom de trac
f0 puis 2f0 pour arg(H3)
asymptotique
H4
HdB
f (log) f (log)
Arg H
HdB
f (log) f (log)
Arg H
HdB
f (log) f (log)
Arg H
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3. COMPOSITION DE DIAGRAMMES
100fj1
1
10fj1
1"H'H)f(H
+
+==
"'
"H'HHdBdBdB
+=
+=
calcul de quelques points du diagramme du gain rel:
f = 10 Hz HdB = f = 100 Hz HdB =
calcul de quelques points du diagramme de phase rel
f = 1 Hz, = f = 10 Hz, = f = 100 Hz, = f = 1 kHz, =
f (log) Hz 1 10 100 1 k
- 40 dB
- 60 dB
- 20 dB
0 dB
1 10 100 1 k
- 90
- 180
0
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Cours N3 AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
1. ROLE DE L'AMPLI OP EN ELECTRONIQUE
Un amplificateur oprationnel est un composant lectronique qui : s'alimente par deux sources de tension symtriques 0V/-Vcc et 0V/+Vcc et pour nous en TP souvent on prend
Vcc=12V. Il ralise l'opration Vs = Ad (e+ - e-) = Ad , mais Ad est si grand que :
o si on connecte directement les signaux sur les entres, il se comporte comme un comparateur de tension o si on ralise un rebouclage de la sortie sur l'entre - , on obtient une relation linaire (amplification) entre le
signal qu'on injecte en entre et celui qu'on recueille en sortie. o si on ralise un rebouclage de la sortie sur l'entre +, il se comporte comme un comparateur de tension deux
seuils.
2. MODELE
Si on veut tre capable de prvoir thoriquement l'volution de la sortie pour un signal d'entre connu, il faut partir des caractristiques essentielles du composant lui associer un modle qui est l'association de diples lectriques simples.
Pour l'ampli op d'usage courant, les caractristiques essentielles sont :
Ad3.105 10Hz puis diminue quand la frquence augmente (Ad1 3MHz). Pour le modle on considre que Ad frquence
Si on alimente le circuit en -12/0/+12V la tension en sortie ne peut pas dpasser +/-11 V On dfinit alors Vs max = Vsat 0,9 Vcc et
Vsmin = - Vsat - 0,9 Vcc. Le seul courant que le circuit absorbe est fourni
par les alimentations symtriques et on a i+ = i - = 0
On en dduit le modle lectrique suivant :
avec Rd= , Rs=0, Ad= d'o
3. CARACTERISTIQUE ENTREE / SORTIE
montages linaires en contre raction :
e+ = e- = 0 Ad
montages non-linaires en boucle ouverte
saturation : si > 0 vs = Vsat, si
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4. METHODE D'ETUDE SUR LE MONTAGE AMPLIFACTEUR INVERSEUR
Je constate que la sortie est boucle sur l'entre inverseuse, par l'intermdiaire d'un diple donc je pose : =0 en flchant directement cette tension sur le schma.
Vu que i+ = i- = 0, je peux dduire que : le courant qui traverse R1 est le mme que celui qui traverse R2
Je peux maintenant raliser ci-dessous un schma quivalent lectrique du montage en enlevant l'ampli op mais en gardant videmment toutes les contraintes qu'il a imposes notamment =0 donc e
-
=0V.
Remarque importante : A partir du schma lectrique quivalent vous d'utiliser la mthode qui vous convient le mieux : soit les lois des noeuds et des mailles qui est la mthode de base mais qui ne rserve pas de surprise soit Millmann qui est une mthode plus systmatique donc plus rapide mais o des oublis sont frquents (impdance
cache ou relie au 0V)
Mthode Lois des noeuds et mailles Mthode Millmann
J'en dduis alors que Vs= - RR
12 Ve d'o le nom amplificateur inverseur.
5. L'AUTRE MONTAGE DE BASE
Amplificateur non inverseur
d'o Vs=
Montage suiveur
R1= et R2= d'o Vs=
Utilit ? ve +
-
vs
+
-
ve
vs
R1
R2
-
+
ve
vs R1
R2
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Cours N5 LA DIODE DE REDRESSEMENT
1. PREREQUISfaire le 1 de la fiche d'exercices AVANT d'arriver en TD 2. FONCTIONNEMENT : ANALOGIE HYDRAULIQUE
La diode est comparable un tronon de canalisation qui ne laisse passer le liquide que dans un seul sens. Nous considrerons : Au paragraphe 3. que ce tronon de canalisation n'entrane aucune chute de pression (seuil nul) Au paragraphe 4. que ce tronon de canalisation introduit une perte de charge (seuil de 0,6V)
3. DIODE = INTERRUPTEUR UNIDIRECTIONNEL
La diode est un composant lectronique qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens
La diode ne peut donc prendre que deux tats distincts : Diode conductrice ou passante Diode bloque (fil ou interrupteur ferm) (interrupteur ouvert)
Dmarche suivre :
Faire le 2. de la fiche d'exercices
4. DIODE = INTERRUPTEUR UNIDIRECTIONNEL AVEC UN SEUIL DE CONDUCTION
Quelquefois un modle plus complet est ncessaire pour expliquer ou prvoir les formes dondes obtenues. On considre alors que lorsque linterrupteur est ferm il a un seuil de 0,6V. On dit quil est quivalent non plus un fil mais une fcem de 0,6V.
La diode ne peut donc prendre que deux tats distincts : Diode conductrice ou passante Diode bloque (fcem de 0,6V) (interrupteur ouvert)
Dmarche suivre :
La dmarche est la mme que prcdemment sauf que dans le schma quivalent lectrique la diode n'est plus remplace par un fil mais par une fcem de 0,6V. Faire les 3. 4. et 5. de la fiche d'exercices
I>0
U=0
I=0
U
I=0
U0 ? Hypothse fausse Diode bloque
Hypothse exacte Diode passante
Et elle conduira tant que I>0
oui
On pourrait supposer au dpart la diode bloque puis vrifier U
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Cours N6 LE TRANSISTOR BIPOLAIRE PREMIERE PARTIE
1. PREREQUISfaire le 1 de la fiche d'exercices AVANT d'arriver en TD 2. FONCTIONNEMENT : ANALOGIE HYDRAULIQUE
Le transistor est comparable :
Soit on ouvre plus ou moins la vanne pour contrler le dbit C'est le transistor en rgime linaire Soit on utilise cette vanne en tout ou rien c'est dire :
vanne ferme. vanne ouverte fond.
C'est le transistor en Tout Ou Rien (TOR)
3. LE TRANSISTOR et ses 3 schmas lectriques quivalents
A la diffrence de la diode : Le transistor possde une broche de plus qui permet de contrler l'intensit du courant qui le traverse.
Comme la diode : Le transistor est un composant lectronique qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens et qui peut tre
quivalent un interrupteur ouvert ou ferm (modle TOR)
Le symbole lectrique du transistor est :
Le transistor NPN Le petit courant qui circule de B vers E contrle le fort courant entre C et E
La flche entre B et E est importante car physiquement il y a une diode entre B et E et le sens de la flche rappelle le sens de la diode donc du courant (>0).
Le transistor PNP C'est le petit frre du prcdent, la diffrence se situant au niveau du sens des courants : Le petit courant qui circule de E vers B contrle le fort courant entre E et C
La flche entre E et B est importante car par rapport au prcdent la diode entre B et E est dans l'autre sens. Pour le NPN, le courant entre par la base, pour le PNP, le courant sort de la base.
Les 3 schmas quivalents pour le transistor NPN sont :
Transistor passant Transistor satur Transistor bloqu (rgime linaire) (fil ou interrupteur ferm) (interrupteur ouvert)
Pour le transistor PNP, VEC on aura aussi les 3 schmas quivalents avec VEC au lieu de VCE
IcIB (et Ic0
IB 0
OU
IB = 0
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IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n9
Dmarche suivre :
Montage de base et analogie hydraulique :
On a Vcc=12V,=150, RB=10k; Complter le tableau suivant :
Ve RC IB IC VCE tat du transistor De quel lment dpend cet tat 0 inconnue
0,4 inconnue
1 1k
1 10k
5 1k
Hypothse 1 exacte Hypothse 2 fausse
Transistor satur
VCE = 0 et IC IB
Calcul de Ic par la maille de sortie
(celle qui passe par VCE)
IB > 0 ?
Hypothse 1 fausse
Transistor bloqu
alors IB = 0 donc I = 0.
Hypothse 2 : IC = IB Calcul de IC
Calcul de VCE ou VEC pour PNP
VCE >0 ?
Hypothse 1 et 2 exacte
Transistor passant
Rgime LINEAIRE
Hypothse 1 : transistor passant, VBE = 0,6 V
ou VEB pour PNP
Calcul de IB par la maille dentre
(celle qui passe par VBE)
oui
oui
rservoir Vcc
Rc
Vcc RB
RC
Ve Vs
2010-2011 Fiche de cours d'ELECTRONIQUE MPh 1
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Cours N7 LE TRANSISTOR BIPOLAIRE (DEUXIEME PARTIE)
1. PREREQUISfaire le 1 de la fiche d'exercices AVANT d'arriver en TD
Quand on utilise le transistor en rgime linaire, la relation de proportionnalit entre IB et Ic permet de raliser : une amplification de tension une amplification de courant
2. CAS OU ON UTILISE UN TRANSISTOR POUR DEBITER PLUS DE COURANT (SORTIE SUR L'EMETTEUR)
Position du problme :
Soit le montage suivant Ve est un gnrateur de tension qui peut dbiter au maximum un courant de 100mA. Les caractristiques de l'ampoule sont 12V / 4W.
Peut-on allumer l'ampoule ?
Ve est le mme gnrateur que prcdemment L'alimentation Vcc vaut 12V et peut dbiter jusqu' 2A. Pour les calculs l'ampoule est simule par une rsistance R. Calculer la valeur de R.
On suppose que le transistor est satur, calculer la valeur de Is et prciser si l'ampoule peut s'allumer.
Si =150, calculer la valeur minimum donner Ve pour saturer le transistor.
Faire le 2. de la fiche d'exercices
A noter que tout ce qui a t ralis ici pour le NPN peut tre appliqu au PNP par exemple lorsque Ve est infrieur 0.
3. CAS OU ON UTILISE UN TRANSISTOR POUR AMPLIFIER UNE TENSION (SORTIE SUR LE COLLECTEUR)
Ce montage doit vous rappeler le montage tudi dans la fiche de cours du TD prcdent. On a Vcc=12V, RB=10k, RC=1k et =150.
Calculer la valeur de Vs pour Ve=0V; 0,4V; 0,7V; 1V; 1,3V; 5V Positionner les points calculs prcdemment sur le graphe ci-dessous Vs=f(Ve).
Relier les points prcdents en supposant que la caractristique Vs=f(Ve) est constitue de 3 segments de droite. Tracer l'allure du signal Vs si Ve=1+0,3 sin wt et justifier le terme amplification en tension .
Vcc RB
RC
Ve Vs
Ie Is
Ve Vs
Vcc
Ie
Is
Ve Vs
1k
2010-2011 Fiche de cours d'ELECTRONIQUE MPh 1
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n11
Calcul littral de l'amplification : On suppose que le transistor fonctionne en linaire On pose Ve=Ve1, calculer Vs1 en fonction de Ve1 et des lments du montage. On pose Ve=Ve2>Ve1, calculer Vs2. Dduire l'expression de (Vs2-Vs1)/(Ve2-Ve1).
4. CARACTERISTIQUE DU TRANSISTOR
Dans la pratique on trace la caractristique Ic=f(Vce) du transistor ce qui permet sur un seul graphe de reprsenter ses trois modes de fonctionnement.
5. Pour vous entraner chez vous...
On donne Vcc = 12 V et = 200. Pour chaque montage, dterminer ltat de fonctionnement du transistor.
Ib=0
Ib2
Ic1= Ib1
Vce
Ib1
Ic
Ic2= Ib2
Vcc
4 k
1000 k
Vcc
4 k
0,5 k
100 k
Vcc
10 k
100 k
1 k
1ELECTRONIQUEComplments sur la diode et les transistors
2
De latome au matriau
Le tableau de Mendeleev : Sur une mme colonne, mme structure lectronique externe Les colonnes de gauche droite traduisent le remplissage progressif des couches
lectroniques do une augmentation de llectrongativit
Les atomes sassocient en fonction de leur position dans ce tableau : Liaison covalente : mise en commun dun doublet dlectrons entre deux atomes
dlectrongativit comparable ( partage quitable dlectrons) Liaison ionique : attraction lectrostatique entre deux ions dlectrongativit trs
diffrentes ( latome le moins lectrongatif cde un lectron ) Liaison mtallique : mise en commun dun nuage dlectrons dlocalis
Et aussi mais ne nous concerne pas ici, Liaison hydrogne (comme dans leau, la glace, ciment...) Liaison de Van der Waals (argile, graphite, polymres organiques)
3Conducteur / Semi-conducteur / Isolant
a: Conducteurb: Isolantc: Semi-conducteur
Ef: Energie maximale (Fermi) des tats occups par
les lectrons au zro absolu
Bande de ConductionBande Interdite (Eg au minimum pour la franchir)
Bande de Valence
4
Exemple de conducteur et disolant
Le cuivre 1e- sur sa couche priphrique Cristallise dans le systme cubique, rseau faces centres
1e- libre de se dplacer par atome Do un nuage dlectrons libres de se dplacer
Le niveau de Fermi se situe dans la bande de conduction
Le diamant Carbone cristallis dans le systme cubique, rseau faces centres
bande de valence complte quand les atomes sassocient donc bande de conduction vide
Eg=5,3 eV
5Le Silicium 4 e- sur la couche priphrique, liaison covalente entre atomes, cristallise en cubique faces centres, bande de valence complte quand les
atomes sassocient.
5.1022at./cm3 Eg=1,1 eV Probabilit pour quun lectron passe dans la bande de
conduction =e-Eg/kT =Ne-BC/Ne- avec kT=26meV 300K Origine thermique, T Origine lectrostatique Eext=qU Origine photolectrique Ec=hc/
Quand un e- devient libre, il laisse un trou qui nattend que de capturer nouveau un e- Deux types de porteurs se dplacent , les e- et les trous.
6
Le dopage
Dopage N On insre des atomes pentavalents (5e- sur la couche priphrique)
Atomes donneurs dlectrons
Dopage P On insre des atomes trivalents (3e- sur la couche priphrique)
Atomes accepteurs dlectrons
Dopage N=1016at./cm3, N+=1018at/cm3, N++>1018at/cm3
Idem pour P
7Semi-conducteur dop N
Dopage N 1 e- par atome insr est libre de circuler Latome insr devient un ion + donc le sige dune charge + fixe
8
Semi-conducteur dop P
Dopage P Pour sinsrer dans le rseau datomes de Si, latome rcupre le- qui lui
manque sur sa couche priphrique sur latome de silicium voisin Apparition dun trou par atome insr Latome insr devient un ion - donc le sige dune charge fixe
9Jonction PN ltat initial
Si on on prend un barreau de Si et que : On dope en P dun cot
On dope en N de lautre cot
On obtient : P N
Jonction o les trous cot P capturent les e- libres du cot N.Do cration dune zone dpeuples en porteurs o il ne reste que les charges fixes + cot N et charges fixes - cot PDo lapparition dun champ Einterne de N vers P qui va tendre stopper cette migration
10
Conduction de la jonction PN
Si on applique Uext
Uext cre un champ lectrique de P vers N donc de sens oppos au champ Einterne Si Uext 0 on favorise de plus en plus la migration donc le passage dun courant direct o les e- rejoignent le cot P et inversement pour les trous limiter l change de porteurs entre P et N
P N+-
Uext
Zone de transition
Eint
11
La jonction PN en inverse
Non trait cette anne
Trs utilis en optronique Lnergie ncessaire pour librer les e- (et aussi les
trous) est apporte sous forme lumineuse.
Ex : la photodiode
Pour exploiter davantage ce phnomne : on largit la zone de transition avec un isolant (jonction
PIN).
On la dimensionne de faon imposer un Eg donn donc une longueur donde donne
12
La jonction PN en directe
Cest la diode de redressement (et aussi la LED) La probabilit pour les porteurs de franchir la zone de transition est
eqUext/kT et lexpression du courant est I=I0(eqUext/kT-1)
Pour le Si, I010pA, =12 et kT/q50mV 300K ou 27C
Il existe plusieurs approximations : soit ignore totalement le seuil de conduction soit on considre seulement un seuil (fcem de 0,6V) soit on considre le seuil + linclinaison de la caractristique (fcem de 0,6V
en srie avec une rsistance)
0 0,2 0,4 0,6 0,8
I
Uext
13
La jonction PN+
Au lieu de doper de la mme faon les deux bouts du barreau de Si, on insre fois plusdatomes donneurs que datomes accepteurs de-.
On a ainsi une jonction PN spciale qui quand elle conduit a un courant de- fois plusimportant que le courant de trous
Le raisonnement est le mme pour une jonction P+N o cette fois ce sont les trous qui sont fois plus nombreux
14
Le transistor bipolaire
Le transistor NPN vu en TD :
Structure interne
B
E
C
Ic
B
E
C
Ib
Si seule la jonction BE conduit, on a Ib=courant de (trous+e-) avec e-=*trous
NP
N+e- trous
Si la jonction BC est en inverse (Vce>>0),Le champ E va attirer les e- si fort quils vont tre aspirs vers C sans pouvoir atteindre BIl reste donc Ib faible et apparat Ic= Ib
NP
N+e- trous
U< 0 donc E>0
15
Saturation du transistor
Quand Vce, puisque Vbe=0,6Valors la jonction BC est de moins en moins en inverse.
Quand BC en direct des e- sont injects de C vers B B est noye dans les e- et devient une zone N quivalent dun barreau dop N entre E et C
Do entre C et E une rsistance quivalente faible Do Vce0 V
le PNP fonctionne avec le mme principe sauf que cest le type de porteur en jeu qui change (P+N)
16
Est si on inverse E et C quand on cble ?
N+P
Ne- trous
N+P
Ne- trous
puis
Conclusion : On ne grille rien du tout mais tout se passe comme si on avait un de lordre de 1.
17
Caractristiques du transistor
Ib=0
Ib2
Ic1= Ib1
Vce
Ib1
Ic
Ic2= Ib2
18
Le transistor FET
But : commander le passage dun courant laide dune tension
4 modes possibles : Vgs0,6V, Ids=0, canal coup.
Trs utilis en lectronique (tage dentre des ampli-op) car courant dentre Igs=0 donc impdance dentre infinie (1012)
G
S
D
Id
G
S
D
Vgs
19
Structure interne
PPN
N
G
D
S
Entre D et S, on a une zone dope N que lon nomme canal
Quand Vgs devient de plus en plus ngative la zone de transition de la jonction GS augmente et rduit ainsi le canal.Et, faire varier la section du canal revient crer une rsistance variable commande par la tension Vgs
Si Vgs devient trop ngative (Vpincement) le canal est si rduit quil est dit pinc .
Si Vgs devient suprieur 0, la jonction GS tend conduire et plus elle conduit plus elle tend couper le canal
20
Montage de base
Commande en tension Polarisation automatiqueavec Ve
2010-2011 Fiche d'exercices d'ELECTRONIQUE MPh 1
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n1
TD N1 FONCTION DE TRANSFERT
1. PREREQUIS 1.1. COMPLEXES Exprimer sous la forme cartsienne et placer sur le cercle trigo . eeeeee jj2j2j4j0j ,,,,, /// Exprimer sous la forme polaire -3, 5j, 2-2j.
Quand on veut additionner ou soustraire deux nombres complexes la forme ..... est la mieux adapte. Quand on veut multiplier ou diviser deux nombres complexes la forme ..... est la mieux adapte.
1.2. IMPEDANCE COMPLEXE
Physiquement, quel est le schma quivalent lectrique du condensateur pour les trs basses frquences ? Analytiquement, partant de l'expression gnrale de son impdance complexe, retrouver la valeur et le schma quivalent lectrique du condensateur pour les trs basses frquences.
Mme question pour les trs hautes frquences.
1.3. FORMULE DU DIVISEUR DE TENSION
Rappeler l'expression de URi en fonction de U, Ra, Rb et Ri.
Imaginons que l'on court-circuite Ri avec un fil, en dduire la valeur de l'impdance quivalente entre A et B pour dduire la valeur de URi.
2. Impdances complexes d'associations de base
Donner l'expression littrale de limpdance des diples ci-dessous :
Physiquement, quel est le schma quivalent lectrique de ces diples pour les trs basses frquences ? Partant de l'expression littrale de l'impdance complexe de ces diples, retrouver l'expression et le schma quivalent lectrique de ces diples pour les trs basses frquences.
Mme question pour les trs hautes frquences.
3. Fonction de transfert
Utiliser la mme dmarche que dans le cours pour tablir la fonction de transfert du filtre passe bas dont le schma lectrique est le suivant :
U
Ra Ri Rb
URi
A B
2010-2011 Fiche d'exercices d'ELECTRONIQUE MPh 1
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4. Mise sous forme canonique
Nous verrons au TD suivant comment tracer le diagramme de Bode d'une fonction de transfert. La premire tape est l'obtention de l'expression littrale de la fonction transfert. La deuxime tape consiste remettre en forme l'expression de la fonction transfert obtenue afin
de la prsenter comme l'association de formes simples connues dites formes canoniques.
On utilise 4 formes canoniques et partir de leur association (multiplication ou division), on peut reprsenter la quasi totalit des fonctions de transfert des circuits lectriques :
2)(21,)1(,,oooo
ffjf
fjmffjf
fjA
Mettre sous forme canonique le filtre passe bas et le filtre passe haut en rappelant ce que reprsente f0.
Calculer la fonction de transfert du filtre ci-dessous pour R1 = R2 = R et la mettre sous forme canonique.
A faire chez soi : reprendre le calcul avec des rsistances diffrentes
5. Fonction de transfert puis forme canonique puis module et phase
Filtre passe haut attnuateur Donner le schma quivalent en basses
frquences, puis en hautes frquences du circuit ci-contre
Calculer Vs/Ve en basses et hautes frquences, application numrique.
Etablir la fonction de transfert du quadriple ci-dessus et la mettre sous forme canonique en prcisant les frquences remarquables f1 < f2. Vrifier la cohrence des rsultats obtenus avec ceux de la question prcdente.
Exprimer le module et la phase de cette fonction de transfert.
Pour la frquence caractristique f1, quelles sont les valeurs numriques de ces grandeurs ?
Vs Ve
C = 100 nF R1 = 82 k
R2 = 8,2 k
R2
R1
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TD N2 diagramme de BODE
1. PREREQUIS faire AVANT d'arriver en TD
Simplifier les expression suivantes :
log(0,1); log(1); log(10); log(100); 20*log(2
1 ); log(2x)-log(x); log( 4x25 ); )log(
)log(4
x25.
Donner l'expression du module de la fonction de transfert du circuit suivant :
A laide de votre cours de maths, vous devez tre capable de faire les exercices 2 et 3. Vrifier donc ce que vous en avez retenu !
2. ECHELLE LOGARITHMIQUE
Sur lchelle logarithmique ci-dessous, placer les frquences 100 Hz; 10 kHz; 3,162 kHz; 5 kHz; 20 Hz; 40 Hz. On commencera par calculer et placer log (f).
3. DIAGRAMMES DE BODE ELEMENTAIRES
Soit la fonction de transfert H0 = 2. Tracer son diagramme de Bode sur la fiche de cours. Soit la fonction de transfert H0 = - 2. Tracer son diagramme de Bode sur la fiche de cours. Soit la fonction de transfert H0 = 0,6. Tracer son diagramme de Bode sur la fiche de cours.
H1 = j f/fo En posant X = log (f), montrer que H1dB = a X + b Dterminer la pente de cette droite. Pour quelle frquence le gain H1dB est-il nul ? Complter alors la ligne H1 du tableau de la fiche de cours.
Si H2 = 1 / H1 Comment dduire de H1dB le graphe de H2dB ? Comment dduire de Arg H1 le graphe de Arg H2 ? Complter alors la ligne H2 du tableau de la fiche de cours.
10 Hz 1 kHz
VsVe
C = 100 nF R1 = 82 k
R2 = 8,2 k
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-26 dB
100 k 10 k 1 k 100 f (log) -6 dB
Soit H3 = (1 + j f/fo) Lorsque la frquence tend vers 0, dterminer HdB et Arg H. Lorsque la frquence tend vers linfini, dterminer Arg H. Lorsque la frquence tend vers linfini, dterminer lasymptote oblique de HdB. Pour f = fo, calculer HdB et Arg H. Complter alors la ligne H3 du tableau de la fiche de cours.
Soit H4 =
0ffj1
1
. S'inspirer du trac de H3 pour complter la ligne H4 du tableau de la fiche de cours.
4. CONSTRUCTION :
Dterminer le diagramme de Bode asymptotique (gain) de la fonction de transfert :
111001
10110001
fjfj
fjfjH
5. ANALYSE :
Dterminer une fonction de transfert associe au diagramme de Bode asymptotique suivant :
6. UTILISATION DU DIAGRAMME DE BODE
Donner lamplitude crte crte du signal Vs quand :
Ve(t)=0,5 cos (2 t) Ve(t)=0,5 cos (2 5000 t) Ve(t)=0,5 cos (2 316 t)
Diagramme de Bode du 5. Ve Vs
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TD N3 AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
1. PREREQUIS faire AVANT d'arriver en TD
Tracer le diagramme de Bode module seulement de : (suite Prrequis du TD prcdent)
Millmann : Flcher sur le schma ci-contre 3 courants I1, I2, I3, qui arrivent au nud A. Exprimer I1 en fonction de V,V1 et R1.
S'en inspirer pour dduire les expressions de I2 et I3.
Appliquer la loi des nuds au point A et en dduire que
321
3
3
2
2
1
1
R1
R1
R1
Rv
Rv
Rv
v
Applications : Si R2= et V3=0V, quelle relation bien connue retrouve-t-on ? Si R2= et V=0V (virtuellement par lamploi-op), exprimer V3 en fonction de V1.
2. Montages de base Ampli Op ( faire aprs la fiche de cours)
Les amplificateurs sont supposs idaux et les alimentations sont symtriques (12V) d'o des tensions de saturations d'environ 11V.
2.1. Amplificateur inverseur.
Donner le schma d'un amplificateur inverseur. Dterminer les rsistances pour obtenir une amplification de - 5 et une rsistance d'entre minimum de 10 k. Reprsenter la caractristique vs = f(ve) Quelle est l'amplitude maximum de la tension alternative d'entre pour un fonctionnement sans distorsion ni saturation Reprsenter lallure de la tension de sortie si la tension d'entre est celle reprsente ci-contre.
t 0 10ms 20ms
3 volt
VsVe
C = 100 nF R1 = 82 k
R2 = 8,2 k
v1 v3
R1 R3
V
v2
R2 A
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2.2. Utilisation d'amplificateurs.
Les rsistances normalises sont choisir parmi les valeurs suivantes et leurs multiples ( 10 et 100 1000 ) 100 180 220 330 470 560 820
Voici 3 problmes indpendants rsoudre : 1. Un capteur dlivre un signal compris entre 0 et 0,2V. Pour en faire lacquisition avec un
ordinateur, il faut quil volue dans la gamme [ 0 ; 10 V]. Proposer une solution.
2. Je constate que quand je branche le montage n2 en sortie du montage n1, la tension de sortie du montage n1 chute. Donner la raison de ce phnomne et le remde ventuel si je veux que la tension de sortie du montage n1 reste inchange.
3. Mon montage possde une entre Ve et deux sorties VS1 et VS2 telles que VS1=2*Ve et VS2=-4*Ve. Proposer une solution. Que faire si en plus je veux imposer une impdance d'entre de 10k ?
2.3. Montages en cascade
Montage soustracteur Exprimer Vs en fonction de V1, V2, R, Ra et Rb.
Donner l'expression simplifie de Vs lorsque : Ra=Rb
Ra=Rb=R.
Utiliser tous les rsultats prcdents pour dduire Vs en fonction de Ve. En dduire une mthode d'analyse quand on a une succession de montages ampli op et notamment l'intrt d'avoir une impdance de sortie nulle.
+
-
vs -
+
ve
20 k
10 k 11 k
100 k
1 k
20 k
+
-
v1
vs v2
Ra R
R Rb
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TD N5 LA DIODE DE REDRESSEMENT
1. PREREQUIS faire AVANT d'arriver en TD
Dans le circuit lectrique ci-contre, on modifie la valeur de l'impdance de Z, complter le tableau ci-dessous :
Z valeur de Z schma quivalent lectrique de Z
valeur de V Valeur de I
circuit ouvert fil
court-circuit
0
Donner la valeur de V si on enlve le diple Z dans le circuit puis si on court-circuite Z avec un fil.
Application :
Rquivalente entre A et B=?
2. DIODE = INTERRUPTEUR UNIDIRECTIONNEL
Application : Ue= 220 2 sin(2
50 t) (Redressement sur le secteur simple alternance) Dterminer quelle condition sur Ue permet de conserver Is>0 (D passante). Dduire l'allure de Us et Ud.
3. DIODE = INTERRUPTEUR UNIDIRECTIONNEL AVEC UN SEUIL DE CONDUCTION Application : Redressement dans le cas o l'amplitude de Ue n'est pas trs suprieure au seuil de la diode.
Le montage est le mme que prcdemment. Suivre le mme raisonnement que prcdemment pour dduire l'allure de Ud et Us dans le cas o Ue=2 sin wt.
4. DONNER LA VALEUR DE IR DANS LES MONTAGES SUIVANTS EN CONSIDERANT LE MODELE DE LA DIODE DU 4. (SEUIL DE 0,6V)
50 1 k
20V
Ir
50 1 k
2A
Ir
R 20V
Ir
2A
Pour quelles valeurs de R la diode est-elle bloque ?
Ue= 100V, calculer Is. Ue= - 10V, calculer Is.
Ue
Ud
Us R Is
I 1V V Z
1
B A
fil
6
interrupteur ouvert
interrupteur ferm
circuit ouvert 10
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5. CAS OU ON A PLUSIEURS DIODES DANS LE MEME MONTAGE EN CONSIDERANT LE MODELE DE LA DIODE DU 3. (SEUIL NUL)
Thorme : Quand N diodes ont leur cathode relie, la diode qui conduit est celle qui a son anode au potentiel le plus lev. Et inversement lorsque N diodes ont leur anode relie, la diode qui conduit est celle qui a sa cathode au potentiel le plus faible.
5.1.
5.2.
Quelles diodes conduisent quand Ue0 : Entre D1 et D'2, laquelle des deux diodes a le potentiel d'anode le plus lev ? Entre D2 et D'1, laquelle des deux diodes a le potentiel de cathode le plus faible ? Dduire : Les deux diodes qu'il faut garder pour la suite pour
poser l'hypothse de conduction. le schma quivalent du montage avec cette
hypothse. L'expression de Us en fonction de Ue La condition sur Ue qui assure I>0 dans les diodes qui
conduisent.
Ue
D1 D'2
D2 D'1
Us R
20 E4 E3
E2 E1
D1
D4
D3
D2
Ir
On a E1=5V, E2=10V, E3=8V,E4=20V.
Appliquer le thorme pour dduire sans calcul sur quelle diode on doit poser l'hypothse de conduction pour calculer le courant Ir.
20 20V
I
10V
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Cours / TD N4 MONTAGES A AMPLI OP
1. PREREQUIS faire AVANT d'arriver en TD
On a 33
22
11
'''
vRR
vRR
vRR
vs
A quelle condition a-t-on 321' vvvR
Rvs
?
Application : On veut transformer un signal carr variant entre -1V et 1V en un signal carr variant entre 5V et 0V. Proposer une solution sachant qu'on impose V2=-Vcc=-12V et V3 inutilise.
2. Amplificateur ddi l'instrumentation (ampli d'instrumentation)
2.1. Voici l'tage d'entre d'un amplificateur d'instrumentation
Nous allons utiliser deux mthodes diffrentes pour exprimer VS en fonction de V1-V2. Tout d'abord, quelle que soit la mthode utilise, soient VA le potentiel en A et VB le potentiel en B, exprimer V1 en fonction de VA et V2 en fonction de VB.
Millmann : o Soient VC le potentiel en C et VD le potentiel en D,
exprimer VS en fonction de VD et VC. Appliquer Millmann en A puis en B et dduire VS.
Lois des nuds et des mailles (ici directement le diviseur de tension) : o Soit I, le courant qui traverse la rsistance de 6,8k, exprimer le courant qui traverse les
rsistances de 10k en fonction de I. En dduire un schma quivalent lectrique o seules les 3 rsistances et les 2 tensions (V1-V2) et VS apparaissent. Appliquer la formule du diviseur de tension et dduire VS.
2.2. L'inconvnient de ce montage est que...
VS n'a pas la mme rfrence de potentiel que V1 et V2, ajouter le montage soustracteur du TD prcdent pour rsoudre ce problme.
2.3. Mais 2 montages qui assurent la fonction du soustracteur se suivent...
Quels sont les avantages du premier montage sur le deuxime ?
+
-
v1
vs v2
v3
R R1 R2 R3
A
B
C
D +
-
-
+
v2
v1
vs 6,8 k 10 k 10 k
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3. Montage intgrateur
3.1. Etude quand le signal d'entre est quelconque
Quand le signal d'entre est quelconque c'est dire aussi bien sinus, que triangle, que carr, que ..., il faut revenir aux quations diffrentielles et ... oublier les impdances et donc Millmann !
Exprimer I en fonction de Ve. Exprimer le courant qui traverse le condensateur en fonction de I.
Exprimer I en fonction de VC. Exprimer VC en fonction de VS.
En dduire Vs en fonction de Ve et le nom de ce montage. Que se passe-t-il si Ve est un signal continu ? Donner l'allure du signal de sortie si Ve est un signal carr avec une composante continue nulle.
3.2. Cas particulier du signal sinusodal
Lorsque le signal est sinusodal, on peut utiliser l'expression des impdances complexes et donc aussi Millmann... Exprimer Vs en fonction de Ve.
3.3. Premiers pas vers le filtrage actif
On place en parallle sur le condensateur une rsistance de valeur 10 fois suprieure la rsistance dj prsente. En dduire la fonction de transfert et le type de filtre ainsi ralis.
4. Montage drivateur
Suivre le mme raisonnement que pour la partie 3. :
pour obtenir dtdv
RCv es
puis dduire la fonction de transfert puis expliquer comment on peut raliser un filtre
passe haut sachant que la rsistance ajouter n'est plus en parallle mais en ...
+
-
ve vs
+
-
ve vs
I Vc
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TD N6 LE TRANSISTOR BIPOLAIRE (PREMIERE PARTIE)
1. PREREQUIS faire AVANT d'arriver en TD
Partie 5.3 du TD prcdent.
Partie 5.2 du TD prcdent avec D'1 remplace par un circuit ouvert ce qui correspond au cas o une diode grille.
Partie 5.2 du TD prcdent avec D'1 remplace par un fil ce qui correspond l'allure obtenue en TP en Us quand on essaye d'observer simultanment Ue et Us (donc masse de l'oscilloscope et masse du GBF relies).
2. NPN
On a =150. Donner l'tat du transistor dans les cas suivants :
Source de tension VB dconnecte VB= 0,4V VB= 1V VB= 5V
Calculer la valeur de VB au del de laquelle le transistor est satur.
3. PNP
On a =150. Donner l'tat du transistor dans les cas suivants :
Source de tension VB dconnecte VB=0 VB=12V VB=11V
4. POUR S'ENTRAINER...
On a R=100k, RB=10k et RC=1k, =150.
Donner l'tat du transistor dans les cas suivants : Source de tension Ve dconnecte Ve = 0V Ve =5V
Pour vous entraner chez vous Calculer les limites de blocage et saturation du transistor en fonction de Ve.
Vcc = 12 V
RB = 10 k
Rc =1k VB
Vcc = 12 V RB = 100 k
Rc =1k
VB
Vcc=12V RB
RC
Ve Vs
R
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TD N7 LE TRANSISTOR BIPOLAIRE (DEUXIEME PARTIE)
1. PREREQUIS conseill pour bien vous prparer au test
Voici quelques exercices typiques donns en test les annes prcdentes
a. Fonction de transfert
Montage quivalent pour les trs basses frquences et expression de Vs/Ve.
Montage quivalent pour les hautes frquences et expression de Vs/Ve.
Donner l'expression complte de Vs/Ve et utiliser les rsultats ci-dessus pour contrler l'exactitude de votre rponse.
b. Diagramme de Bode
Tracer les diagrammes de Bode (module et phase) de
a5fj1
afj110
H
*,
c. Montages ampli OP
Donner l'expression de Vs/Ve en dtaillant bien les calculs.
Donner la valeur de l'impdance d'entre et de sortie de ce montage. Y-a-t-il un intrt utiliser ici un ampli-op ?
En ralit, on a effectu une erreur de cblage, c'est dire que la rsistance de 9R devait tre connecte sur l'entre -.
On a alors le montage suivant :
Donner l'expression de Vs/Ve en dtaillant bien les calculs.
d. Montage diode idale (Ud=0 lorsque passante)
Flcher le courant Id qui traverse la diode lorsqu'elle est passante. Donner le schma quivalent de ce montage quand la diode est passante. On nomme ce schma S1.
Dduire de S1, le schma quivalent du montage lorsque R1 vaut 0 puis l'infini. Dduire la valeur de Id dans chaque cas.
Reprendre le schma S1 pour dmontrer que Id=Ve/(R+2R1). (Attention, vu que pour vous aider, le rsultat est donn, seul le dtail des calculs compte).
Vu que lorsqu'on fait l'hypothse que la diode est passante Id=Ve/(R+2R1), dduire quelle condition la diode conduit.
R
R
Ve
R1 I
9R
Ve Vs R
C
C
+
-
Vs Ve
R
R 9R
Vs Ve
R
R
9R
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e. Montage diode (Ud=0,6V lorsque passante)
Pour bien s'entraner reprendre toute la partie prcdente avec Ud=0,6V.
On obtient alors Id=(Ve-1,2)/(R+2R1).
f. Montages transistor (=100 et VBE=0,6V lorsque Transistor passant)
Flcher IB, IC, VCE, puis mener tout le raisonnement (Hyp1 puis Hyp2...) pour aboutir Vs.
g. Montage transistor
Flcher VBE, IB et IC lorsque le transistor est passant.
On a =1000 et VBE=0,6V ce qui nous permet de considrer que Is=IC pour la suite.
Donner l'expression de Is lorsque Rpot vaut 0 puis l'infini
La valeur du potentiomtre vaut Rpot, Corriger les deux erreurs qui se sont glisses dans l'quation ci-dessous puis dduire Is en fonction de Vcc, Rpot et R1.
Vcc=(Rpot Is) - 0,6 + (R1 Is) La rsistance R est en ralit une ampoule. Pour R1 fixe :
o prciser quelles grandeurs augmentent quand on diminue la valeur du potentiomtre. o la valeur de R1 a-t-elle une importance ?
Vcc=12V
R
Is
Potentiomtre
R1
Vcc=12V
100
Vs
1000
Vcc=12V
100
Vs 100
Vcc=12V
100
Vs
Vs =_________ Vs =_________ Vs =_________
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2. CAS OU ON UTILISE UN TRANSISTOR POUR DEBITER PLUS DE COURANT
On sait qu'un amplificateur oprationnel est protg en sortie contre les court-circuits en limitant le courant dbit une vingtaine de milliampre, dans le montage ci-contre aura-t-on Vs=Ve ?
On propose comme premire ide :
La rsistance connecte sur la base est-elle indispensable ? Quelle valeur faut-il donner Ve pour avoir Vs=10V ?
Montage final :
Quelle valeur faut-il donner Ve pour avoir Vs=10V ? La puissance dissipe par un transistor lorsqu'il fonctionne en rgime linaire vaut Vce*Ic. On suppose que pour ce transistor, la puissance maximale qu'il peut dissiper vaut 0,8W. Calculer P dans le montage prcdent lorsque Vcc vaut 12V. Que se passe-t-il si on remplace la rsistance de 100 par une rsistance de 10 ?
Expliquer l'intrt d'avoir modifi le montage prcdent de cette faon :
On diminue lentement la valeur la rsistance de 100 jusqu' arriver une valeur de 10, expliquer ce qui se passe. Dduire qui on vient de sauver la vie.
Ve=10V
Vs
100
Vcc
Ie
Is
Vs Ve
100
Vcc
Ie
Is
Vs Ve
100
Vcc
Ie
Is
Vs
Ve
100
3,3
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3. LES TRANSISTORS ET LEUR BOITIERS
Brochage des transistors
Dissipation de la puissance Le coefficient important est la rsistance thermique, plus elle est faible et plus le transistor peut supporter une puissance leve. Par exemple pour le TO92, 200C/W implique que si on veut lui faire dissiper 0,5W, sa temprature interne sera 100C (0,5x200) plus leve que la temprature ambiante. Si la temprature ambiante est de 25C, sa temprature interne atteint 125C, ce qui est la limite ne pas dpasser pour ne pas le griller. Il est destin aux faibles puissances (en gnral
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MP1 TP N1 dELECTRONIQUE 2010-11 Diagramme de BODE
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Matriel : R = 1 k, 10 k ; C = 100 nF et Papier semi-log 4 dcades
1. Prparation AVANT la sance.
1.1. Le module Mthode pratique : On se fixe une amplitude pour Ve et on y touche plus jusqu' la fin des mesures. Pour chaque valeur de frquence choisie, on mesure l'amplitude des signaux dentre et de sortie, et on calcule
VeVs
log20
Des choix judicieux : Faut-il choisir l'amplitude de Ve grande ou petite ? Je viens de raliser deux mesures de module dont une pour f1=100Hz et une pour f2=1kHz. Je veux prendre un point de
mesure entre ces deux points, la valeur la plus judicieuse est-elle 500Hz ? Le signal observ est trs bruit : Vu que j'effectue un rapport d'amplitude Vs/Ve, pourquoi ai-je intrt faire une mesure
d'amplitude en valeur efficace ?
1.2. La phase Avec un oscilloscope numrique tel celui utilis en TP la mesure du dphasage est automatique. Mais quel est le signe de la phase ?
Pour le connatre, il faut dterminer quel signal est en avance sur lautre. Indiquer sur les signaux ci-contre quel signal est en avance sur lautre.
1.3. Mesures Pourquoi les mesures doivent-elles tre effectues en rgime sinusodal permanent exclusivement ?
Prvoir le diagramme asymptotique de Bode module et phase des montages des parties 4. et 5.
2. Relev complet d'un diagramme de Bode
2.1. Se prparer aux mesures
D'aprs la prparation, dans quelle plage de frquence est-il astucieux de raliser des mesures d'amplification et de dphasage ?
Dans le tableau ci-contre : pourquoi les 5 points de mesures nots en gras et italique sont les points les plus judicieux si on ne doit
en prendre que 5. pourquoi les 2 points de mesures 1414Hz et 2000 Hz peuvent-ils tre intressants ? Quel point de mesure peut remplacer avantageusement les 2 points 500Hz et 800Hz ? On se limite 8 points de mesures, dfinir les 8 points les plus judicieux et reproduire le tableau de
mesures sur votre compte rendu
2.2. Faire le cblage =>De la rigueur aussi en TP
Frquence 10
100 300 500 800
1000 1414 2000 3000 5000
10000 30000
R = 1 k
C = 100 nF Ve Vs
MP1 TP N1 dELECTRONIQUE 2010-11 Diagramme de BODE
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En mathmatiques vous savez que pour arriver un rsultat correct, il faut tre rigoureux que ce soit pour une simple addition ou une intgrale complique. Oublier une petite retenue lors dune addition, cest comme oubli un petit fil en cblage et dans les deux cas on aboutit une erreur. En TP cest la mme chose, si vous vous dites que vous cblerez bien le jour o vous aurez un montage compliqu, vous ne cblerez jamais correctement. Les rgles de base sont : Si jai besoin dun fil de 2cm de long, un fil de 20cm ne fera pas laffaire dautant plus qutant toujours sur la mme table
de TP, ne pas prendre la peine une fois de prparer des fils cest ne jamais avoir de fils la bonne longueur Un fil dnud trop court risque de senlever tout seul. Il ny a pas ( court terme) de faux contacts, il ny a que de mauvais
cbleurs. Un fil dnud trop long va gnrer un court-circuit quand lextrmit dnude va toucher les pattes des composants Le montage doit ressembler au montage thorique sinon il faut chaque fois quon intervient sur le montage repenser
aux petites astuces trouves pour gagner un fil ou de la place. Pour les montages avec des circuits intgrs, le montage thorique sur feuille doit comporter le numro des broches. Les deux bornes BNC sont rserves loscilloscope et la borne noire est le 0 de loscilloscope donc souvent le zro du
montage
Attention, si votre montage ne respecte pas les rgles nonces ci-dessus, vous devrez le refaire.
Effectuer un relev complet du diagramme de Bode, amplitude et phase. Les points seront relevs dans le tableau de mesures et reports sur le graphe (papier semi-log) au fur et mesure. Ceci permet de refaire rapidement un point qui est erron.
Tracer les asymptotes et dterminer la frquence de coupure : grce l'intersection des asymptotes (attention ne pas en tirer une rgle gnrale car ce n'est pas toujours vrai) grce au -3dB du diagramme de Bode en amplitude (toujours vrai) puis grce au -45 du diagramme de Bode en phase (attention ne pas en tirer une rgle gnrale car ce n'est pas toujours
vrai) Justifier pour chaque cas les carts avec la thorie ?
3. Dtermination du type de filtre et de sa (ses) frquence (s) de coupure
Trs souvent, le trac exact du diagramme de Bode n'est pas ncessaire et les informations type de filtre et frquence de coupure sont suffisantes pour le caractriser.
3.1. Dtail de la mthode
N'observer que Vs sur l'cran de l'oscilloscope et chercher pour quelle(s) frquence(s) Vs crte crte ou efficace est maximum.
o pour un filtre passe bas ce sont des basses frquences o pour un filtre passe haut ce sont des hautes frquences o pour un filtre passe bande c'est dans la plage de frquence o le signal est le plus lev
Soit VSM cette valeur.
Calculer VSC = 0,707 VSM. N'observer ensuite que Vs sur l'cran de l'oscilloscope et laisser la mesure de l'amplitude de VS affiche l'cran. Faire ensuite varier seulement la frquence du GBF de faon trouver pour quelle valeur de la frquence, l'amplitude de Vs diminue jusqu' la valeur VSC.
Pour cette frquence particulire, Vs est alors attnue de 3 dB ( 20log(0,707)=-3) et on appelle cette frquence, la frquence de coupure -3 dB ou bande passante. Pour un filtre passe bande, on obtient les deux valeurs de frquence qui encadrent la plage de frquence o le signal est le plus lev. la diffrence entre ces deux frquence se nomme la Bande passante.
3.2. Manipulation
Revenir au montage prcdent puis vous entraner mesurer la bande passante. Faire vrifier l'enseignant que vous tes capables de mesurer rapidement la bande passante du filtre.
MP1 TP N1 dELECTRONIQUE 2010-11 Diagramme de BODE
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4. Relev express d'un Bode en amplitude
4.1. Dtail de la mthode
La mthode consiste non pas se fixer une valeur de frquence puis dterminer la valeur du gain correspondant mais se fixer une valeur de gain puis chercher la frquence correspondante. Le premier point intressant est celui qui correspond la frquence de coupure donc le dbut de la mthode reprend la
mthode du paragraphe prcdent. Les deux points suivants sont ceux qui correspondent :
o une attnuation de 10 dB. Cest dire, laide de la mesure effectue par loscilloscope, dterminer la frquence pour laquelle Vs = 0,316 VSM.
o une attnuation de 20 dB. Cest dire, laide de la mesure effectue par loscilloscope, dterminer la frquence pour laquelle Vs = 0,1 VSM.
On dispose ce stade de 3 points de mesure et il reste prvoir 1 ou 2 points de mesure supplmentaires pour rechercher les asymptotes donc l'ordre du filtre. Placer ces 4 points sur le diagramme de Bode, rechercher les asymptotes, complter au besoin par dautres points.
4.2. Manipulation
Pour le filtre ci-contre effectuer un relev rapide du diagramme de Bode en amplitude.
5. Filtre passe bande
Prvoir thoriquement les frquences de coupure et la bande passante du filtre suivant :
Mesurer les frquences de coupure et la bande passante de ce filtre. Expliquer pourquoi pour la deuxime cellule le couple de valeur 1nF-100k est plus judicieux que le couple de valeur 100nF-1k.
6. Filtre en rgime non sinusodal (clin d'il au module d'lectricit)
Rappel thorique Pour le montage du paragraphe 1, rappeler l'allure du signal obtenu pour une rponse un signal carr et prciser quoi correspondent , 3 , 5 . Comparer l'expression de la frquence de coupure la valeur
61 et dduire l'allure qu'on doit obtenir en sortie si le signal
d'entre est carr de frquence gale la frquence de coupure de ce filtre. En dduire la rgle du si T>>10 , alors...
Manipulation Relever vs(t) lorsque ve(t) est un signal carr damplitude 5 V, de frquence 10 fois plus petite, puis gale, puis 10 fois plus grande que la frquence de coupure du filtre. Si Ve est un signal triangulaire, Vs ressemble un peu un signal sinusodal, peut-on alors tracer un diagramme de Bode ?
R = 1 k
C = 100 nF
R2 = 100 k
C = 1 nF R1 = 1 k
C = 1 nF Ve Vs
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1. Prparation AVANT la sance. Rappeler la relation qui lie entre et sortie pour tous les montages de ce TP. Pour le montage drivateur avec R = 1 k et C = 100 nF : Dterminer graphiquement vs(t) pour un signal d'entre triangulaire, alternatif de frquence 2 kHz, damplitude 2 V.
Calculer la pente du signal triangulaire dentre. En dduire les valeurs numriques des tensions du signal de sortie vs. On applique maintenant en entre ve(t) = 2 cos (2 f0t) avec f0 = 200 Hz. Dterminer vs(t) analytiquement. En rgime sinusodal, ce montage peut tre tudi l'aide des impdances complexes. En notant la similitude avec
l'amplificateur inverseur, dterminer la fonction de transfert du montage et retrouver l'expression de vs(t) calcule ci-dessus. Matriel
Amplificateur oprationnel TL 081 ou TL 082
R = 1 k ; 10 k ; 100 k
C = 100 nF
Papier semi-log 4 dcades
2. Amplificateur inverseur
Dterminer R1 et R2 pour obtenir une amplification de -10 avec R1>500. Noter sur le schma ci-dessous le numro des pattes pour le cblage.
Attention, si les rgles de cblage suivantes ne sont pas respectes, lenseignant vous demandera de tout recbler : Loscilloscope doit tre connect sur les 2 BNC de la plaque Le 0V est forcment la borne noire de la plaque Les 3 fils dalimentation (-12V,0V,+12V) doivent tre de couleur diffrente de prfrence rouge +12V, noir 0V. Prvoir des lignes dalimentation de faon nutiliser ensuite que de petits fils Et bien sr les rgles nonces au TP prcdent
Appliquer un signal sinusodal de frquence 1 kHz et damplitude 0,6 V. Quelle est lamplitude du signal de sortie. Quel est le dphasage entre la sortie et lentre ?
En dduire lamplification du montage. Augmenter lamplitude de ve jusqu' ce que le signal de sortie soit dform. Expliquer vos observations.
Aide au cblage et au dpannage Respecter les rgles donnes au TP prcdent 3 cordons fiches 4mm de couleurs diffrentes doivent partir de lalimentation pour arriver droite du montage car
ceci permet de vrifier en un seul coup dil si le +12/-12 et 0V sont bien connects Respecter le cblage de lalimentation sur les lignes car ceci permet dutiliser de plus petits fils Ne jamais tout redcbler et viter de vrifier si les fils arrivent au bon endroit car souvent on ne voit pas le dcalage
dune colonne mme si on regarde 10 fois de suite Ensuite se poser les questions suivantes dans cet ordre :
o Le circuit est-il bien aliment ? Vrifier DIRECTEMENT au niveau du circuit sil est bien aliment (+12 et -12V) par contre pour le 0V suivre le fil car on ne voit pas la diffrence loscilloscope entre 0V et rien du tout
o Le signal dentre arrive-t-il ? Vrifier son allure directement au niveau de la patte de la rsistance
o Le circuit a-t-il dautres entres fondamentales (ici non) o Le circuit fonctionne-t-il ?
Ici cest un ampli op cbl en amplificateur donc on doit avoir =0 c'est--dire Vpin2 TLO81=0. Si ce nest pas le cas cest soit la rsistance R2 qui est mal cble soit le circuit qui est grill.
o Logiquement ce stade le problme a t trouv.
+
-
ve
vs
R1
R2
+Vcc
- Vcc e+ e-
Vs
TL 081
1 2 3 4
8 7 6 5
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3. Amplificateur non-inverseur Dterminer R1 et R2 pour obtenir une amplification de 11. Noter sur le schma ci-contre le numro des pattes pour le cblage.
Appliquer un signal sinusodal de frquence 1 kHz et damplitude 0,9 V. Quelle est lamplitude du signal de sortie. En dduire lamplification du montage. Pour quelle amplitude de la tension dentre observe-t-on une saturation en sortie ? Justifier cette valeur.
Utilisation en suiveur Modifier le montage pour raliser un amplificateur suiveur et vrifier son fonctionnement.
4. Drivateur
C = 100 nF R = 1 k Pour un signal triangulaire alternatif d'amplitude 2 V de frquence 2 kHz, observer et relever le signal de sortie.
Mme question pour un signal sinusodal (mme amplitude, mme frquence) Expliquer vos observations. Pour quelle frquence obtient-on en entre et en sortie des signaux de mme amplitude ( en sinus). Justifier ceci.
5. Intgrateur
C = 100 nF R = 1 k ve est un signal carr alternatif d'amplitude 4 volts de frquence 1 kHz.
Essayer d'observer simultanment vs et ve en DC. Bien que ce soit "un peu sportif", essayer de jouer sur l'offset du gnrateur pour viter que Vs ne possde une composante continue trop importante.
Placer une rsistance de valeur comprise entre 10R et 100R en parallle sur C en justifiant l'intrt de celle-ci. Observer alors la rponse une entre triangulaire puis sinusodale ( f = 2 kHz, amplitude 2 volts). Pour quelle frquence obtient-on en entre et en sortie des signaux de mme amplitude ( en sinus). Justifier ceci.
6. Diagramme de Bode de l'intgrateur
videmment avec Ve sinusodal, relever le diagramme de Bode de lintgrateur en amplitude (avec la rsistance en parallle sur C) pour des frquences variant de 10 Hz 10 kHz.
Justifier thoriquement les zones intressantes du diagramme en expliquant la partie qui est modifie quand on ajoute ou on enlve la rsistance en parallle sur C.
+
-
ve vs
+
-
ve vs
-
+
ve
vs R1
R2
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Composants utiliss : 4 diodes, 1k, 1k, 2x 10, 2,2F, 1 pont de diode.
Rappel : Les 2 prises BNC de la plaque sont rserves l'oscilloscope pour CH1 et CH2 et la masse de l'oscilloscope est alors la borne noire de droite. Attention :
Aujourd'hui masse GBF et masse oscilloscope doivent tre la plupart du temps indpendantes.
Ue
D1 D'2
D2 D'1
UsR
1. Prparation AVANT la sance.
On supposera dans toute la prparation que la diode est idale (seuil de conduction nul).
Donner le schma quivalent du montage quand Ue>0 et en dduire l'expression de Us, UD1, ID1, UD'1, ID'1, UD2, ID2, UD'2, ID'2. Mme question pour Ue
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Rgler le gnrateur vide Uemax=6V (Uepp=12V), f=100Hz, s'assurer que Ue n'a pas de composante continue. On remarquera qu'une composante continue entrane pour Us, des arches de sinusode non identiques.
Peut-on visualiser Ue et Us simultanment?
Donner le schma de branchement de l'oscilloscope (CH1, CH2 et masse) pour observer (Ue et Vd'1); (Ue et Vd'2)et (Vd'1 et Us) Les observer et reprsenter sur la partie de gauche de l'ANNEXE l'allure de Ue(t), Vd1(t), Vd2(t) et Us(t) en indiquant l'tat des diodes pour chaque alternance.
Faire vrifier lenseignant.
Comparer la valeur de Usmax et de Uemax et justifier lcart entre les deux. Mesurer Usmoy l'aide de l'oscilloscope, comparer la valeur connue 2Uemax/ et prciser si on a tendance survaluer ou sous-valuer Usmoy quand on considre tous les lments idaux.
3. Reprsentation des tensions et courants sur l'ANNEXE
3.1 Observation des courants avec R=1k seule en sortie
On dsire observer simultanment l'oscilloscope le courant Id'1 et la tension Us, il faut pour cela placer en srie avec la diode D'1 une rsistance de 10 (la tension aux bornes de la rsistance est l'image du courant Id'1).
Observer ci-contre la position de la rsistance Par rapport la diode afin de pouvoir observer Simultanment l'image du courant et Us. En partiel de TP, il faudra tre capable de choisir du quel cot de la diode, elle doit tre plac pour lobservation demande.
Reporter alors sur la partie de gauche de l'ANNEXE l'allure de Id'1 sur le mme graphe que Vd'1.
Insrer une autre rsistance de 10 en srie avec D2 de faon pouvoir observer simultanment Id'1 et Id2. Ajouter alors l'allure de Id2 sur l'ANNEXE sur le mme graphe que Vd'2. En utilisant les fonctions mathmatiques de l'oscilloscope raliser Id'1+Id2 et expliquer pourquoi la courbe rsultante ressemble de si prs Vs.
3.2 Modification de Us avec R//C en sortie
Placer en parallle avec R=1k, un condensateur C=2,2F. Observer l'allure de Us et donner le montage typique qui permet dans la pratique dobtenir une tension continue dune dizaine de volts partir du secteur 220V.
Augmenter un peu la frquence du signal dentre et observer comment est modifie Us. Revenir la frquence de 100Hz, choisir un condensateur de 220nF et observer comment est modifie Us.
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Dduire comment choisir (>>T ou
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MP1 TP N4 dELECTRONIQUE 2010-11 UTILISATION DU TRANSISTOR BIPOLAIRE
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Composants utiliss : BC337; BC327, maquette ampoule, maquette halogne
1. Prparation AVANT la sance
Rappeler le montage de l'amplificateur suiveur et la relation qui lie Ve et Vs.
Pour le montage ci-contre on suppose que =150. Quel est l'tat du transistor si Rd= 0 puis si Rd=1M ? Pour le TP, Rd sera soit un fil, soit votre doigt, soit un circuit ouvert, quoi correspond Rd dans chaque cas ?
Pour le montage ci-contre on suppose que =150. Quel est l'tat du transistor si Rd=1M? Pour le TP, Rd sera soit votre doigt, soit un circuit ouvert, quoi correspond Rd dans chaque cas ?
Si Rd est remplace par un gnrateur de courant de frquence 50Hz et quon rajoute un condensateur entre B et 0V, prciser quel type de filtre on ralise.
2. Comment tester un transistor ?
Le transistor NPN son schma quivalent lectrique pour le test est
Pour tester s'il est "grill", il suffit de tester si les jonctions BE et BC se comportent comme des diodes, (seuil de 0,6V dans le sens direct et non conduction dans l'autre sens). Et, on ne doit donc pas avoir continuit entre C et E. On utilisera la fonction test diode ( ) du multimtre.
Le transistor PNP son schma quivalent lectrique pour le test est
On procde comme le transistor NPN pour le tester.
Tester les transistors et dduire leur type.
3. Utilisation d'un relais
Nous allons cbler par la suite un interrupteur sensitif qui commandera l'allumage d'une ampoule via un relais, mais avant nous allons observer le contenu de la boite noire ci dessous :
B
E
C
B
C
E
+12V
0V 10k
280 Rd
+12V
0 V
10k 280
100k
Rd
B
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Dbrancher le fil qui relie la boite noire au 220V, ter ensuite l'ampoule de faon pouvoir ouvrir la boite. Attention :
Ne pas ouvrir la boite si la prise secteur est branche Ne pas tirer sur les fils lintrieur de la boite pour ne pas les dessouder
Dessiner son contenu. Connecter alors 12V sur les deux bornes et observer le dplacement des contacts. On pourra
vrifier que les contacts sont bien ferms avec l'ohmmtre. Remplacer ensuite le 12V par le GBF en DC (Utility puis DC ON) rgl au maximum.
Mesurer la tension dlivre par le GBF et observer la position des contacts. Diminuer ensuite la valeur dbite par le GBF et mesurer partir de quelle valeur les contacts s'ouvrent. Tracer la caractristique tat du relais en fonction de VGBF en faisant apparatre le phnomne d'hystrsis.
Pourquoi la tension ncessaire pour fermer les contacts est suprieure la tension minimale pour les maintenir ferms ? Aide : Calcul de la force portante :
leTh d'ampre donne : (Hyp: H constant sur le contour) H*e=NI Le flux vaut =BS= 0HS (Hyp: B constant sur la section) d'o == 0
eNI S
Un ressort non reprsent ici maintient en permanence la plaque carte et il faut fournir un travail pour l'attirer et ansi fermer les contacts.
Sur un petit dplacement de, ce travail vaut dW=Id =F.de avec d = - 0e
NI S de d'o F= - I 0e
NI S = k
eI
Dconnecter le GBF et mesurer la rsistance de la bobine du relais l'ohmmtre. Dduire la valeur du courant qui traverse la bobine du relais lorsqu'on applique 12V ses bornes.
4. Ralisation d'un interrupteur sensitif
a/ Raliser le montage suivant :
Faire le contact avec un fil puis essayer avec votre doigt. Expliquer alors pourquoi le montage ne fonctionne plus.
+12V
0
10k Vers boite noire pour commander le relais et allumer la lampe
Bornes de commande du relais
Prise brancher sur le secteur 220V
ligne de champ moyenne mais vu qu'on a un entrefer la longueur de fer est ngligeable devant la longueur e dans l'air
e (entrefer)
I
MP1 TP N4 dELECTRONIQUE 2010-11 UTILISATION DU TRANSISTOR BIPOLAIRE
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n11
b/ Montage amlior
S'inspirer du montage donn en prparation sachant que cette fois-ci votre doigt reliera ou pas la rsistance au 0V. Prvoir le schma de cblage afin d'tre capable de commander nouveau l'allumage de l'ampoule. Penser lajout du condensateur vu dans la prparation.
5. Ralisation d'un amplificateur de courant
A chaque fois que lon veut commander un rcepteur de forte puissance avec un montage lectronique on doit raliser linterface entre llectronique et le rcepteur. Le rcepteur de puissance sera simul ici par une ampoule halogne et llectronique par un amplificateur oprationnel mont en suiveur.
La maquette doit tre insre sans forcer sur la plaque de cblage de cette faon :
Faire le lien entre les lments de la maquette et le schma ci-dessous MAIS NE RIEN CABLER POUR LINSTANT.
a/ Les limites de l'amplificateur oprationnel :
Ne pas oublier dalimenter la maquette en -12V/+12V et 0V au niveau de lampoule. Donner le schma du suiveur, et prvoir les fils rajouter sur la maquette
e+=entre + de lampli-op, e-=entre- et S=sortie Utiliser le GBF en DC pour vrifier son fonctionnement.
Rgler ensuite le GBF de faon avoir la sortie du suiveur Vs5V puis prciser comment volue Vs l'instant o vous relier Vs l'ampoule. Expliquer pourquoi lampoule ne s'allume pas.
BC 327 associ au TIP32 pour amplifier les courants ngatifs
BC 337 associ au TIP31 pour amplifier les courants positifs
Amplificateur oprationnel o il reste cbler les entres + / - et la sortie
La maquette doit tre alimente en -12V/+12V par les deux lignes horizontales et 0V directement au niveau de l'halogne
+12V
Ve Vs
BC 337
TIP31
-12V
BC 327 TIP32
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IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n12
b/ Ce que permet le transistor :
Sur la maquette le montage ci-contre est ralis l'aide de cela
modifier le cblage pour arriver ce montage : Attention : vrifier quil y a bien +12V et -12V ici
Rgler Ve0V, puis brancher le multimtre en Vs. Augmenter ensuite lentement Ve et noter partir de quelle valeur pour Ve, Vs commence devenir diffrente de 0V.
Augmenter ensuite franchement Ve pour voir lintrt de ce montage.
Modifier ensuite votre montage pour obtenir le montage suivant :
Reproduire lessai prcdent et noter lintrt de ce montage par rapport au prcdent en comparant Ve et Vs.
c/ Et qu'en est-il du courant ngatif ? :
Que se passe-t-il si Ve est ngatif et expliquer pourquoi.
Justifier alors l'intrt de ce montage et modifier le cblage pour vrifier son intrt.
6. tude du montage en sinusodal
Supprimer loffset du GBF et rgler un signal sinusodal damplitude 5V et de frquence 100Hz. Observer Ve et Vs en expliquant ce qui se passe pour chaque alternance.
S'il vous reste du temps, estimer la puissance dissipe par l'ampoule et par les transistors.
+12V
Ve Vs
2N1711
TIP31
+12V
Ve Vs
2N1711
TIP31
+12V
Ve Vs
2N1711
TIP31
-12V
2N2905 TIP32
+12V
B
2N1711
TIP31 E
MP1 TP N5 dELECTRONIQUE 2010-11 FILTRES ACTIFS
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Matriel utilis : Maquette filtre de Butterworth et Maquette gnration de signal Rsistances et Condensateurs au choix
1. Prparation AVANT la sance La maquette gnration de signal contient le circuit suivant :
On a vu au TD4 que ce circuit ralise une somme c'est dire que Vs=a S1 + b S2 + c S3 sans tenir compte du condensateur. Donner les valeurs de a,b et c. Le rle du condensateur de 47pF sera vu en deuxime anne.
Utilisation du diagramme de Bode
Voici un diagramme de Bode en amplitude
Si les pentes des droites sont de -20dB/dcade ou -6dB/octave, donner les valeurs de f1 et f2.
On suppose que ce diagramme de Bode correspond physiquement un quadriple dont l'entre se nomme Ve et la sortie se nomme Vs : * Si Ve(t)=sin (2 10 t), quelle est l'expression de Vs ? * Si Ve(t)=sin (2 1000 t), quelle est l'expression de Vs ? * Si Ve(t)=sin (2 100 000 t), quelle est l'expression de Vs ? * Si Ve(t)=1, quelle est l'expression de Vs ? * Si Ve(t)=1+sin (2 1000 t)+sin (2 110 000 t) quelle est l'expression de Vs ?
Ralisation d'un filtre
On propose 3 montages :
Le signal est le signal de sortie de la maquette c'est dire qu'il vaut Vs=a S1 + b S2 + c S3.
Et, si le signal dlivr par le GBF vaut sin (2 1000 t), on peut a alors crire Vs=A+B sin (2 1000 t)+C sin (2 110 000 t).
Donner le diagramme de Bode typique du quadriple dont la sortie fournit seulement A alors qu'on lui envoie en entre Vs. Dfinir le type de filtre dont il s'agit et proposer un des trois montages.
f en Hz
-6dB
-12dB
100 10 000 0dB f2 f1
R = 100 k
C = 470 nF R = 10 k
C = 150 pF
R2 = 10 k
C = 15 nF R1 = 100 k
C = 1,5 nF
-12V=S1
XR-2206
100k
560k +
-
vs
82k 56k
S2=GBF
S3=Signal sinusodal de frquence environ 110kHz
47pF
MP1 TP N5 dELECTRONIQUE 2010-11 FILTRES ACTIFS
IUT d'Annecy Dpartement Mesures Physiques Andr Btemps page n14
Mme question avec un quadriple dont la sortie fournirait seulement C sin (2 110 000 t).
Mme question avec un quadriple dont la sortie fournirait seulement B sin (2 1000 t).
2. Mise en pratique de la prparation
Cbler la maquette gnration de signal en rglant un signal d'amplitude suffisamment grande sur le GBF pour obtenir un signal qui ressemble ceci :
Cbler successivement les 3 types de filtres de faon extraire : la composante continue le signal issu de l'XR-2206 le signal du GBF.
3. Montages filtres actifs
3.1. Filtre passe-bas dordre 1
On veut remplacer ce montage par celui-ci
Sachant que la fonction de transfert du deuxime montage vaut Cwj1
1x RR
R21
2
,dduire la valeur des composants mais
Ne pas raliser le cblage. Donner l'avantage du deuxime montage sur le premier (en ignorant le signe -).
3.2. Filtre passe-bande de faible slectivit.
On veut remplacer ce montage par celui-ci
Sachant que la fonction de transfert du deuxime montage vaut wj1
wjx
wj11x
CRCR
CRRR
1111
2212
,dduire la valeur des composants
et raliser le cblage afin d'extraire le signal issu du GBF avec ce montage.
Donner l'avantage du deuxime montage sur le premier.
-
R1 R2
C
R = 100 k
C = 470 nF
R2 = 10 k
C = 15 nF R1 = 100 k
C = 1,5 nF +
-
R2 R1 C1
C2
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3.3 Filtre dordre 2
On utilise la structure de Sallen-Key ci-contre avec R1 = R2 = R et C1 = 2C2.
La fonction de transfert gnrale vaut ) wwj1
1CCRRCRR( 212121 2
et se simplifie ici pour arriver )(
ff 00ff2j1
1
avec RC2f 102
De quel filtre sagit-il (passe bas, passe haut ou passe bande) ? Observer la maquette et retrouver les valeurs de C1 et R pour dduire f0.
Si on envoie lentre de ce filtre le signal de sortie de la premire maquette, quel signal doit-on obtenir en sortie ? Raliser le cblage pour vrifier vos prvisions.
3.4 Etude plus prcise du filtre prcdent
Vu la fonction de transfert de ce filtre quel dphasage a-t-on entre lentre et la sortie pour f=f0 ? Justifier alors le dphasage entre le signal de sortie du GBF et le signal prcdent (en sortie de filtre).
Oter la premire maquette, relever son diagramme de Bode et dterminer prcisment la valeur de la pente des asymptotes (en dB/octave). En dduire une relation pente de l'asymptote et ordre du filtre.
4. Amliorer lallure dun signal
Le VI generer-signal.vi situ dans V:\DUT\MPH\Doc-Etudiants\MPh1-SA1-SA2\MPh1 Electronique, permet de gnrer un signal sur la sortie AO0 de la carte dinstrumentation
Lancer le programme et observer lallure du signal sur lcran de loscilloscope.
Imaginer les types de filtre utiliser (schma+choix des composants) pour : enlever le bruit qui sest greff sur le sinus ne garder que le bruit qui sest greff sur le sinus.
-
R1
R2
C1
C2
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