Travaux Pratiques - Electronique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Analyseur de spectre

Nathalie Van De Wiele

Description

Série de travaux pratiques d'électronique basée sur le programme de physique de 1ère année de CPGE voie PCSI en vigueur de 1995 à 2003 (le découpage correspond à des séances de deux heures chacune). Ce module est composé de 5 TP : (1) Génération de signaux : montages comparateurs (2) Génération de signaux : montages multivibrateurs (3) Etude d'un oscillateur quasi-sinusoïdal (4) Analyseur de spectre (5) Modulation, démodulation

Sujets

• Classe préparatoire aux grandes écoles
• Cours
• Public Readiness and Emergency Preparedness Act
• exercices

Informations

• Publié par: travaux-pratiques-cpge
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 129
• Licence : En savoir +
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• Langue: Français

Extrait

Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus - Nice 1 TP 30 TP N 30 : ANALYSEUR DE SPECTRE   °     Le but de ce TP est de mettre en évidence la décomposition en série de Fourier d’un signal périodique. L’utilisation d’un filtre très sélectif permet de filtrer une composante d’un signal périodique et donc de la mettre en évidence dans le signal. C’est le principe de fonctionnement des analyseurs de spectre.     I. Filtre sélectif.    1. Etude théorique du filtre.   On considère le circuit de la figure. Déterminer la fonction de transfert du montage H( jw)= U U s  en fonction des divers éléments du circuit en négligeant la résistance de e la bobine, l’A.O., supposé idéal fonctionnant en régime linéaire. Onw 1 =   R te  w 2 = 1 =  1  . posera 1 = t 1 L t 2 LC

Tracer alors le gain en décibels en fonction de logwen se plaçant dans le cas où w 2 < 1 w . Déterminer la fréquence f 0  pour laquelle le gain passe par un « maximum». Expliquer pourquoi ce maximum n’est pas infini du point de vue expérimental.    L , r

   C  CH1 CH2  R -       +          G.B.F. U e  U s         2. Etude expérimentale du filtre.   Réaliser le montage de la figure avec un A.O. TL081 dont le brochage est rappelé à la fin de ce TP. Prendre R = 10 kW = 10 nF . puis C = 0,165 µF C = 0,13 H (bobine solénoïde de faible résistance),, L Les mesures sont à faire pour chaque valeur de la capacité. Choisir un signal sinusoïdal délivré par le G.B.F. d’amplitude faible (pour ne pas atteindre la saturation de l’amplificateur, se placer pour f = f 0  au seuil de la saturation). Utiliser un métrix pour mesurer U s,dB  U ( s,dB = 20 log  U s  ) : déterminer ainsi la fréquence V U f 0  pour laquelle le signal U réf où réf = 0,775 de sortie est maximal (cette mesure expérimentale fait foi car la valeur de L n’est pas parfaitement connue). Déterminer les fréquences f 1  et f 2  U correspondant à la bande passante ( s,dB (f 1 ) = U s,dB (f 2 ) = U s,dB - 3 ). En déduire le facteur de qualité du circuit Q =  f 2 f - 0 f 1 .     II. Observation des composantes de Fourier d’un signal périodique à l’aide d’un filtre sélectif.    1. Principe.   Nous avons réalisé au I un filtre de facteur de qualité élevé, donc sélectif, de fréquence centrale f 0  fixe. Il « suffit » de modifier les fréquences du signal à analyser de façon à ce qu’elles soient successivement égales à f 0 . La décomposition en série de Fourier d’un signal s (t) périodique s’écrivant : ¥ s (t) = A 0 + å ( A k cos( k2pft )+B k sin(k2p C avecft ) ) k = A k 2 +B k 2 amplitude de l’harmonique de rang k ; k=1 pour analyser un signal périodique de fréquence f il faut d’abord fixer f = f 0  puis kf = f 0  on fait donc k : pour chaque valeur de décroître la fréquence du signal à analyser depuis une valeur supérieure à f 0 . Le filtre sélectif donnera u s  f = f non nul pour 0 , le fondamental, puis pour les différentes harmoniques présentes dans le signal à analyser telles que  f =  f k 0 .