TP-COURS : MULTIPLIEUR ANALOGIQUEjl.domec.free.fr/siteDjl_fichiers/TP-coursTEL/tp/TP...On démarre l'application SCICOS, en tapant scicos au prompt de scilab . 2. Puis on ira chercher

TP-COURS : MULTIPLIEUR ANALOGIQUERègles pour l'écriture des unités: http://www.bipm.fr/ AU BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET MESURES Eclipse à Chéraute

INTRODUCTION : Les consignes propres à tout TP concernant la sécurité et les méthodes de Travail, seront copiées/Collées en pages de garde du compte rendu , lues, appliquées et signées. Ces consignes peuvent être trouvées, entre autres sur le serveur pédagogique dans le Répertoire « Ressources de la classe » à la rubrique Physique Appliquée .

Il convient de se faire un document TP modèle qui aura ces consignes en introduction .

BUT: Vérifier les PROPRIÉTÉS d'un MULTIPLIEUR analogique et quelques APPLICATIONS .

Utiliser un logiciel libre de calcul scientifique (Scilab) pour simuler l'action du MULTIPLIEUR .

1. Propriétés: Vs = K . e1 . e2 ;

Le spectre Sp(vs ) contient finf=|f2-f1| et fsup=f2+f1 . Si e1 et e2 sinusoïdales et ( f1=fe1 f2=fe2 )

2. Applications:

2.1.WATTMÈTRE: Il faut réaliser P=u . imoy e1(image de i ; R.i etc ) et e2 (image de u) sinusoïdales et de même fréquence suivi d'un filtre passe bas.

2.2. MODULATION D'AMPLITUDE (ÉMETTEUR/RÉCEPTEUR RADIO AM) :

● e1 signal de « Haute Fréquence » HF ou porteuse (permet la propagation de l'onde radio) .

● e2 signal de « Basse fréquence » BF porteur d'information, musique... en audio-fréquences.

● Vs= K . e1 . e2 , signal modulé (MA)

Physique AppliquéeLycée du Pays de souleTP 10/12/09TpMultiplieur.odtDjlPage: 1 / 8


EXEMPLES DE MULTIPLIEUR L'AD633:

1. C'est un MULTIPLIEUR à ENTRÉES DIFFÉRENTIELLES :

Justifier le terme ENTRÉES DIFFÉRENTIELLES à partir de la documentation constructeur et du TP-cours amplificateur différentiel.

2. Tracer le câblage nécessaire pour obtenir Vs = W = K . e1 . e2 .

e1 et e2 sont des tensions à référence commune.

A quoi sert la broche Z ?

3. Déterminer K tel que Vs = W = K . e1 . e2 .



Analyse de la « non linéarité » et du spectre d'amplitude du multiplieur analogique

LIAISON ACOUSTIQUE, HAUTEUR DE LA NOTE ET FRÉQUENCE .

//GÉNÉRER, ANALYSER ET JOUER DES SONS SUR LA CARTE SON AVEC SCILAB://Application À LA SIMULATION D'UN MULTIPLIEUR ANALOGIQUE . //soundsec permet de générer un vecteur correspondant au pas d'échantillonnage :// duree est le nombre de secondes et fech est la fréquence. Si l'on omet fech , Scilab prend la valeur 22 050.//fech est une valeur entière.

//Génération d'un ensemble de valeurs de t au pas d'échantillonnage Tech=1/fech:fech=22e3;duree=1e-0; t=soundsec(duree,fech);//la durée doit être suffisante pour la // fonction "analyse" des harmoniques (FFT) . //Génération d'un ensemble de valeurs des tensions u1(t) et u2(t) , pour chaque instant t :f1 = 5e2;u1=1*sin(2*%pi*f1*t);f2 =300; u2=2*sin(2*%pi*f2*t);vs=u1 .* u2 ;

xbasc();subplot (2,2,1);plot2d([t,t],[u1,u2]);subplot (2,2,2);plot2d(t,vs);

sound(u1,fech ); //jouer le son échantillonné à la fréquence fechsound(u2,fech );sound(vs,fech );

subplot (2,2,3);analyze(u1);//L'instruction analyze détermine le spectre sonore du son et trace le graphique.;analyze(u2);subplot (2,2,4);analyze(vs);


http://www.bipm.fr/


APPLICATION 1: MODULATION D'AMPLITUDE. SIMULATION DE LA MODULATION D'AMPLITUDE (MA) AVEC SCILAB

1. Démarrer scilab.On obtient la fenêtre de console ci-contre .

2. Entrer le Script /texte de commandes dans l'ÉDITEUR SCIPAD:

(on peut taper scipad au prompt pour le démarrer) ou Applications-->Éditeur

LES SCRIPTS PORTENT L'EXTENSION .sce

3. Régler les axes et les légendes des graphes, dans la fenêtre:

Edition->Propriétés des axes

Un exemple de script est donné en page suivante .

TRAVAIL À FAIRE :

1. Modifier le script donné pour que le signal modulant u1= 2+2*sin(2*%pi*f1*t) , avec f1= 200 Hz et la porteuse u2=5*sin(2*%pi%*f2*t) , avec f2 = 4 kHz .

2. Régler les axes, échelles et légendes pour un affichage correct montrant la modulation et les propriétés de la multiplication sur le spectre du signal modulé.

3. On fera des COPIES D'ÉCRAN et on COLLERA SON SCRIPT DANS son TP MODÈLE .



EXEMPLE DE SCRIPT À ENTRER DANS L'ÉDITEUR SCIPAD DE SCILAB POUR LA SIMULATION DE LA MODULATION D'AMPLITUDE

//GÉNÉRER, ANALYSER, ET JOUER DES SONS SUR LA CARTE SON AVEC SCILAB://Application À LA SIMULATION DE LA MODULATION D'AMPLITUDE.//soundsec permet de générer un vecteur correspondant au pas d'échantillonnage :// duree est le nombre de secondes et fech est la fréquence. Si l'on omet fech , Scilab prend la valeur 22 050.//fech est une valeur entière.

//Génération d'un ensemble de valeurs de t au pas d'échantillonnage Tech=1/fech:fech=22e3;duree=2e-0; t=soundsec(duree,fech);//la durée doit être suffisante pour la// fonction "analyse" des harmoniques (FFT) .//Génération d'un ensemble de valeurs des tensions u1(t) et u2(t) , pour chaque instant t :

//___________u1(t) SIGNAL MODULANT à TRANSPORTER____________________

f1 = 1e2;u1=1*sin(2*%pi*f1*t)+2*sin(2*%pi*1.5*f1*t);

//___________u2(t) SIGNAL PORTEUR ______________________________

f2 =2e3; u2=5*sin(2*%pi*f2*t);

//___________vs(t) SIGNAL MODULÉ _____________________________

vs=u1 .* u2 ;

xbasc();subplot (2,2,1);plot2d([t,t],[u1,u2]);subplot (2,2,2);plot2d(t,vs);

sound(u1,fech ); //jouer le son échantillonné à la fréquence fechsound(u2,fech );sound(vs,fech );

subplot (2,2,3);//L'instruction analyse calcule le spectre d'amplitude du son et trace le graphe;// paramètres pour l'instruction analyse:analyze(s,fmin=100,fmax=3000,rate=fs);//Attention le minimum de fmin est 10. //fmin,fmax,rate,points :scalars. default values fmin=100,fmax=1500,rate=22050,points=8192;analyze(u1,fmin=10,fmax=2500);analyze(u2,fmin=10,fmax=2500);subplot (2,2,4);analyze (vs,fmin=10,fmax=2500);



MODULATION D'AMPLITUDE:ÉLÉMENTS DE CORRECTION

Avec les Signaux 1 suivants:

//___________u1(t) SIGNAL MODULANT à TRANSPORTER_________

f1 = 1e2;u1=1*sin(2*%pi*f1*t)+2*sin(2*%pi*1.5*f1*t);

//___________u2(t) SIGNAL PORTEURf2 =2e3; u2=5*sin(2*%pi*f2*t);

Avec les Signaux 1 suivants,

Modulation par un signal triangle:

//_u1(t) SIGNAL MODULANT à TRANSPORTER____________

f1 = 1e2;u1=3+2*sin(2*%pi*f1*t+%pi/2)+2/9*sin(2*

%pi*3*f1*t+%pi/2);

//___________u2(t) SIGNAL PORTEUR__

f2 =2e3; u2=5*sin(2*%pi*f2*t);



APPLICATION 2 : WATTMÈTRE( SIMULATION SCILAB)

On va utiliser une autre application du logiciel Scilab qui permet de faire de la simulation par blocs fonctionnels . On rappelle que le wattmètre utilise la fonction multiplieur suivie de la fonction filtre passe bas moyenneur.

1. On démarre l'application SCICOS, en tapant scicos au prompt de scilab . 2. Puis on ira chercher les blocs dans Palette-->Palettes. Les PALETTES utiles ici sont:

● Sources: pour l'horloge déclenchant les oscillosope s et pour les générateurs sinusoïdaux.Attention, pour les générateurs, F(Hz) à rentrer est en fait rad /s et la phase P (rad) .

● Sink: Pour les oscilloscopes

● Linear: Pour la fonction de transfert du filtre passe bas . num sden s

On réalisera ainsi un schéma bloc du type ci-dessous:

Les réglages des paramètres se font en double-cliquant sur le bloc concerné.

TRAVAIL À FAIRE:1. Réaliser le schéma bloc similaire à celui ci-dessus 2. Effectuer les réglages pour obtenir en sortie la valeur moyenne du produit (u.i) représentant la

puissance moyenne reçue par le dipôle (u1(image de i comme référence de phase) et u2 à 50 Hz )3. Copier/ coller dans vôtre TP MODEL les copie d'écrans du schéma bloc, u1,u2, u1.u2 et vs .



SIMULATION D'UN WATTMÈTRE AVEC SCILAB: ÉLÉMENTS DE CORRECTION 1. Réglages des paramètres des blocs en double-cliquant sur le bloc concerné.

2. Résultats de simulation


Documents

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