Iutgreni electronique 1 2008 mp caract ristiques des amplis en boucle ferm

Publié par

IUT1 DE GRENOBLE DEPARTEMENT MESURES PHYSIQUES II L TT I DS d’Electronique I Jeudi 22 Mai 2007Semestre S2 Durée 2 heures r r Seules les calculatrices et une feuille de résumé A4 recto verso manuscrite (à rendre obligatoirement avec la copie) sont autorisées. Le sujet comporte deux problèmes indépendants (le barème est indicatif) Il est fortement conseillé de lire toutes les questions de chaque problème car certaines peuvent être traitées indépendamment des autres. Problème 1 : (7 points) : On suppose tout au long de ce problème que les ampli-op utilisés ont des impédances d’entrée infinies. On considère le montage ci-dessous utilisé, dans certains cas, dans la chaîne électronique d’acquisition des signaux d’électrocardiogramme (ECG). On suppose que la tension d’entrée e(t) est sinusoïdale de pulsation ω. On note s(t) la tension de sortie du montage. R R2 - v R1 u + s e C u 1. Ecrire l’équation de l’ampli-op si on note G le gain en boucle ouverte de l’ampli-op. Que devient cette équation si l’on considère que G est infini ? On suppose par la suite que G est infini 2. Ecrire les équations aux nœuds u et v. 3. Déduire des questions précédentes l’expression de la fonction de transfert SH( jω) = du montage. E4. Montrer que cette expression peut se mettre sous la forme : 1 S A0H( jω) = = où l’on donnera les expression des constantes A et θ et fonction 0E 1+θ. jωdes éléments du montage. 5. Pour A = 20, tracer ...
Publié le : jeudi 21 juillet 2011
Lecture(s) : 152
Nombre de pages : 4
Voir plus Voir moins
DER BLE IUT1GENO
DEPARTEMENTMESURESPHYSIQUES
DS d’Electronique IJeudi 22 Mai 2007 Semestre S2 Durée2heuresSeules les calculatrices et une feuille de résumé A4 recto verso manuscrite (à rendre obligatoirement avec la copie) sont autorisées. Le sujet comporte deux problèmes indépendants (le barème est indicatif) Il est fortement conseillé de lire toutes les questions de chaque problème car certaines peuvent être traitées indépendamment des autres. Problème 1 : (7 points) : On suppose tout au long de ce problème que les ampliop utilisés ont des impédances d’entrée infinies. On considère le montage cidessous utilisé, dans certains cas, dans la chaîne électronique d’acquisition des signaux d’électrocardiogramme (ECG). On suppose que la tension d’entrée e(t) est sinusoïdale de pulsationω. On note s(t) la tension de sortie du montage.
e
R1
C
R2
u
-v
u+
R
s
1. Ecrirel’équation de l’ampliop si on noteGgain en boucle ouverte de l’ampliop. le Que devient cette équation si l’on considère queGest infini ? On suppose par la suite queGest infini 2. Ecrireles équations aux nœuds u et v. 3. Déduire des questions précédentes l’expression de la fonction de transfert S H(jω)=du montage. E 4. Montrerque cette expression peut se mettre sous la forme :
S A 0 H(jω)= =où l’on donnera les expression des constantesA0etθet fonction E1+θ.jω des éléments du montage. 5.Pour A0 =20, tracer dans le plan de Bode la courbe réduite aux asymptotes du gainH. On précisera soigneusement les études aux limites, on donnera les dB équations des différents asymptotes ainsi que leurs pentes (tout tracé sans ces précisons entraînera une note nulle). 1 6. Donner,en fonction deA0 les expressions dugainH auxpulsationsω=, 1 2θ 1 2 ω=,ω=. Calculer les valeurs numériques pour A0= 20 2 3 θ θ 7. Calculer,pour A0 =20, les valeurs deHdB donc) aux pulsations (en dB précédentes. 8. Tracerl’allure de la courbe réelle deHsur le même graphe de la question 5. dB * 9. Déterminerl’expression de l’impédance d’entréeZdu montage. e 10. On modifie le montage précédent comme suit :
e
C
R1
R2
u
-v
u+
R
s
S Que devient l’expression de la fonction de transfertH(jω)=? E  Tournezla page SVP
Problème 2 : Amplificateur à transistor bipolaire : montage base commune (13 points). Soit le montage (montage à base commun) :
R1
R2
C
e(t)
RC
R
Vcc
s(t)
avec VCC= +10V, R1= 10 kΩ, R2= 2,2 kΩ, RC= 3,6 kΩ, R = 1 kΩ,β= 300 et VBE= 0.7 V La tension d'entrée e(t) est sinusoïdale.
1. Polarisationdu montage:1.1 Représenterle schéma équivalent du circuit en régime continu (régime de  polarisation) 1.2 Onconsidère que le courant du collecteur et le courant de l’émetteur sont égaux. Justifier. 1.3 Ecrirel’équation de la droite de charge et déterminerl’expression et la valeur du courant de saturation ICsat. 1.4 Ecrireune relation reliant VCC, R1, R2, I1 (lecourant dans R1) et I2courant dans (le R2). 1.5 Poursimplifier, on considère que le courant I1 estégal au courant I2. Déterminer l’expression de I2en fonction de VCC, R1et R2. Calculer la valeur numérique de I21.6 Enécrivant la loi des mailles et en utilisant le résultat de la question précédente, déterminer l’expression du courant collecteur ICen fonction de R2, R1, R, VCCet VBE. 1.7 Calculerla valeur numérique de ICet conclure sur le régime de fonctionnement du transistor. 1.8 Déduiredes questions précédentes l’expression de la tension VCEen fonction de R, RC, R1, R2, Vccet VBE. Calculer la valeur numérique de VCE. 1.9 Concluresur la position du point de fonctionnement et justifier soigneusement le choix de cette position. 2. Etudeen régime alternatif (amplification)
On note rEla résistance en alternatif de la jonction base émetteur. On considère que tous les condensateurs ont des impédances nulles à la fréquence de e(t). On montre dans ce cas que le schéma équivalent du montage en alternatif peut se mettre sous la forme représentée ci dessous (on utilise le modèle enπdu transistor):
i(t)
R*
e(t)R**
R***
s(t)
2.1 Identifierles résistances équivalentes R*, R**, R*** et la source du courant sur le schéma cidessus en fonction des éléments du montage et des paramètres du transistor (βet rE). 2.2 Ecrireune relation simple reliant e(t), le courant de base ibet R*. 2.3 Exprimers en fonction de iCet de R***. s 2.4 Déduirel’expression du gain en tensionA=du montage en fonction de R*, R*** e etβ. Donner cette même expression en fonction de RCet rE. 2.5 Déterminerl’impédance de sortieZdu montage. On expliquera soigneusement la s méthode employée (toute réponse sans justification entraînera une note nulle). * 2.6 Déterminerl’expression de l’impédance d’entréeZdu montage en fonction de R*, e R** etβ. Donner cette même expression en fonction de R et rE. Que devient l’expression si l’on considère que R >> rE? Donner dans ce cas la valeur numérique de cette impédance d’entrée. 2.7 Donner(toujours R >> rE) le schéma équivalent de Thévenin de l’amplificateur. On précisera les différents éléments (valeurs numériques) constituant ce schéma. 2.8 Onconsidère maintenant que le condensateur C n’est pas considéré comme court circuit à la fréquence de e(t). Les deux autres condensateurs sont toujours considérés comme des courtscircuits: a) Donnerle nouveau schéma équivalent du montage en régime alternatif b) Déterminerl’expression de la fonction de transfert (gain complexe) S définie parH(jω)=en fonction deβ, R*, R** R*** et jωE FIN Bonnechance
Soyez le premier à déposer un commentaire !

17/1000 caractères maximum.