Travaux Pratiques - Electronique - 1ère année de CPGE scientifique, voie PCSI, Génération de signaux : Montages multivibrateurs

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Nathalie Van De Wiele

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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

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Nathalie Van de Wiele - Physique Sup PCSI - Lycée les Eucalyptus Nice 1 TP28 TP N° 28 : GENERATION DE SIGNAUX/ MONTAGES MULIVIBRATEURS Le but de ce TP est de montrer la possibilité de générer des signaux carrés et triangulaires dans des montages, sans l’utilisation de générateurs. Ce sont les alimentations continues des amplificateurs opérationnels qui fournissent en fait l’énergie au système. Deux montages sont proposés, le second montage nécessite deux A.O. ou un « A.O. double » TL082. On peut adopter cet A.O. (dont le brochage est fourni en annexe) tout au long de ce TP : un seul étage sera utilisé dans la première partie. I. Multivibrateur à un seul A.O. 1. Principe. On pourra se reporter au cours d’électrocinétique X. III. 2. On reconnaît le multivibrateur au bouclage sur l’entrée non inverseuse, qui caractérise l’instabilité : l’amplificateur opérationnel se sature instantanément et ne peut jamais fonctionner en régime linéaire. R CH1 CH2 - + C R2 uC uS R1 On pose U0 =R1R+1R2Usat U’on fait l’approximation d’un A.O. idéal avec, et sat= Usat. a) Monter que : ·pour uS= + Usat : RC, le condensateur se charge, l’équation différentielle de la charge étant&uC+ uC= + Usat, ceci tant que e= v+- v-> 0 , condition que l’on exprimera en terme de uC U et0 ; ·pour uS= - Usat : RCse décharge, l’équation différentielle de la décharge étant, le condensateur &uC+ uC= - Usat, ceci tant que e v+- v-< 0 , condition que l’on exprimera en terme de uC et U0. = b) En déduire l’allure de uC et celle de uS(on fera un schéma en choisissant en fonction du temps uC(t=0) = - U0). c) On établit sans difficulté l’expression de la période T du signal rectangulaire généré : T = 2 R C ln ( 2R1R+2R2) (voir le cours). Conclusion : ·poure : u> 0S= + Usat, uC augmente ete= U0- uC diminue jusqu'à ce quee u change de signe, alorsS bascule de U +sat à - Usat ; ·poure : u< 0S= - Usat, uC diminue ete= - U0- uC augmente jusqu'à ce quee change de signe, alors uS - U bascule desat + à Usat. 2. Manipulation. Réaliser le montage de la figure, l’oscilloscope étant en mode balayage. On prendra R1= 1 kW; R = 3,3 kW; R2 C : C également est variable etÎ[ 50 nF ; 150 nF ] . a) Pour C = 150 nF fixé, modifier R2 R : on traitera les cas2= 1 kW, R2<< R1 et R2>> R1. Enregistrer sous Synchronie et interpréter dans chaque cas l’oscillogramme obtenu (on comparera les valeurs expérimentales de uC,max, uC,min et T à celles attendues). b) Pour R2= 1 kW fixé, modifier conclure. C et

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