TP Redressement d un signal alternatif sinusoïdal

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Odette Thomas
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1 P Rdrssmn d n sgnal alrnaf snsoïdal D nombrx apparls élcrqs : HI-FI, éléphon, élcroménagr... son ds apparls à coran conn fonconnan sos slmn qlqs ols. Or l élcrcé dsponbl a na ds prss d coran l s sos form d nson alrna d alr ffcac 30V d fréqnc 50Hz. Il y a donc dx éaps à réalsr por poor lsr d la nson conn à parr d n ll sorc : - Un abassmn d la nson q s ffcé par l ransformar. - Un rdrssmn d sgnal. C s c drnèr foncon : conrson alrnaf /conn q nos édons c. Dans n prmr mps, l sgnal s rdrssé grâc à ds dods ps sablsé par n «décr crê». -Préparaon --Rdrssmn parfa - Un sgnal ayan sb n rdrssmn monoalrnanc s dnq à qand s posf l s nl qand s négaf. () Rdrssr monoalrnanc smplmn rdrssé - Un sgnal ayan sb n rdrssmn dobl alrnanc s dnq à qand s posf égal à l opposé d qand s négaf. a) Dssnr ls sgnax smplmn doblmn rdrssés. () Rdrssr dobl alrnanc doblmn rdrssé b) Calclr la alr moynn d chacn ds sgnax rdrssés (dobl smpl alrnanc) s s snsoïdal. π On prndra = E m sn (ω), rappl : ω = On rappll q < () > = + ()d = 0 ()d por n sgnal d pérod. On donnra à chaq fos < rdrssé > n foncon d max q s égal à E m.

2 --Fonconnmn d n dod à joncon. *Dod parfa : caracérsq : - Ell dn passan lorsq > 0 - Lorsq ll s passan = 0. - Ell s bloq lorsq dn nl 0 Anod : A Caod : K *Modèl pls précs (l pls corammn lsé) - Ell dn passan lorsq > s, s s applé nson d sl d la dod s = 0,65V n général. - Lorsq ll s passan = s = 0,65V. - Ell s bloq lorsq dn nl. 0 s C s c drnr modèl q nos lsrons. Consdérons l monag san dans lql : R >>> R g (réssanc nrn d ): Nos aons : = E m. sn (ω), donc à = 0, g = 0. R a) Dans ls prmrs nsans la dod s bloqé, xprmr alors n foncon d. Fgr b) Por qll alr d la dod dn-ll passan? c) Exprmr () n foncon d, R s lorsq la dod s passan. d) En dédr n chronogramm rprésnan (on prndra por la rprésnaon s = 0,7V E m = 4V). ) En dédr n méod d msr d s. f) L défa d à s s applé défa d sl. Commn do êr l rappor Em por l mnmsr? s -Manplaon- Rdrssmn monoalrnanc -- Ed d dfférns dods On a réalsr l monag c conr : - En o on sals () snsoïdal - En o on sals l sgnal rdrssé () On prndra snsoïdal : = E m.sn (π.f.) On mra n ampld maxmal a (ll a maxmm) n fréqnc d 00Hz. R = 000Ω On s nérss à ros yps d dods :

3 -La dod a Slcm (cll d pls p all) -La dod a Grmanm (cll d pls grand all) -La dod élcrolmnscn o LED (d colr rog). Sr ls dods Slcm Grmanm, la caod s rpéré par n ra nor. Sr la dod élcrolmnscn, la caod s rpéré par n pa pls cor. A K a) Far l monag ps paramérr synchron donnr n corb rprésnan por chacn ds dods. (corbs, 3) b) Dérmnr précsémn la nson d sl s ds dfférns dods. yp d dod S G L.E.D s (V) La msr d s sra fa à l osclloscop nmérq par comparason ds alrs maxmals d d. c) Por chaq dod donnr la alr moynn d (msré par xmpl à l osclloscop nmérq) la comparr a résla d --b). On rmplra por cla l abla c dssos. Rmarq : comm nos l aons déjà, por msrr n alr moynn, on p ass lsr n mlmèr n poson DC (comm s on msra n nson conn). yp d dod S G L.E.D <> xp (xpérmnal) (V) max (V) <> (éorq) (V) < > < > < > xp d) Explqr porqo <> s légèrmn nférr à la alr and. Explqr égalmn ls dfférncs obsrés por ls ros yps d dods. ) Réalsr à noa l monag d la fgr ac la LED s placr à n fréqnc d Hz. Explqr alors c q l on p obsrr. --ax d ondlaon : défnon applcaon a monag smpl alrnanc. Défnon : l ax d ondlaon τ s défn par la forml c dssos, pls l s mporan pls l sgnal () ondl, pls l s fabl pls on s rapproch d n sgnal conn. Un dsposf d rdrssmn d nson sra d aan pls ffcac q son ax d ondlaon s fabl. alrffcacdl' ondlaondsgnalrdrssé τ = = alrmoynndsgnalrdrssé Exmpls : Por () : U ff ond = (alr ffcac d l ondlaon) Car la alr maxmal d l ondlaon s U m ond = V D ar par < > = 3 V Donc τ = = = 0, C sgnal présn donc 47% d ondlaon U ffond < > () () = < > + ond = 3 +.sn (ω) 5 0 Pls l ax d ondlaon s fabl pls on s rapproch d b rchrché : «aor n sgnal conn».

4 Par xmpl s on a ls dx sgnax sans : 3 3 on mêm alr moynn mas l s clar q τ < τ 3 : s rapproch pls d n sgnal conn q 3. Anon : U ff ond (alr ffcac d l ondlaon d n nson ) s msr ac n olmèr alrnaf RMS n poson AC. Anon on n p pas lsr l osclloscop nmérq por c msr car cl-c donn aomaqmn d RMS : alr ffcac ra d sgnal non la alr ffcac d l ondlaon. Par xmpl, far n ssa ac, l apparl do ndqr U ff ond = =,4V, c s c q donn n mlmèr nmérq RMS n poson AC. a) Par l xpérnc (n prnan ojors : = E m.sn (π.f.) ac Ll d a maxmm f = 00Hz), dérmnr ls ax d ondlaon d la nson () por l monag d la fgr ac ls dfférns yps d dods : yp d dod S G LED ff ond (V) <> (V) τ b) Commnr cs réslas -4 Améloraon d monag- Décr crê. -4- Présnaon d décr X Fgr Y L crc c-conr s n décr crê. Pls la alr d C s élé pls l sgnal () ara n composan conn mporan. L déal d fonconnmn d crc s hors programm on s connra c d réslas xpérmnax. R 000Ω C Décr crê -4- Analys xpérmnal Réalsr l monag d la fgr ac la dod a Grmanm. C sra réalsé par n boî à décad d condnsar. a) Mr C à µf. Vsalsr. Paramérr ns synchron por racr () () sr n mêm graph (corb 5) b) Mr C à sa alr maxmal. Paramérr ns synchron por racr () () sr n mêm graph (corb 6). c) Inflnc sr l ax d ondlaon. Rmplr commnr ls réslas d abla c-dssos : Valr d C µf C max ff ond (V) <> (V) ax d ondlaon τ

5 3-Rdrssmn dobl alrnanc par pon d Graëz 3- Analys d la nson s On raall sr l crc c-conr Pon d Graëz D D X Rmarqs : - Nor q l fa solr ls masss d d synchron (o c s éqaln, d l osclloscop). Ells n don pas êr commns snon la dod D4 s cor-crcé. Por c rason, nos n porrons pas salsr smlanémn () (). mass d = E m sn (π.f.) f = 00 Hz Por E m on prnd l maxmm possbl. D 4 D 3 R = 000Ω Fgr 3 - L pon do êr moné sr la plaq Labdck, anon d «câblr» corrcmn ls 4 dods. mass d synchron a) Vsalsr à l osclloscop () ps paramérr Synchron afn d obnr n chronogramm d c nson (on salsr qlqs pérods) (corb 7) c) On désr msrr < > comparr c alr à la alr éorq d --b). Rmplr l abla c dssos : yp d dod S G L.E.D <> xp (xpérmnal) (V) max (V) <> (éorq) (V) < > < > < > xp d) Sr l monag consé ac ls LED mr n fréqnc d Hz a xplqr c q l on obsr. 3--ax d ondlaon por l rdrssmn dobl alrnanc On s plac à noa à 00 Hz ac n ampld maxmal por. a) Rmplr l abla c-dssos yp d dod S G LED U ff ond (V) <> (V) τ b) Comparr a abla d -3-a) 3-3- ax d ondlaon ac décr crê On m à présn la bo à décad d condnsars n parallèl ac R sr l pon d Graëz moné ac ds dods a Grmanm (on réals ans n «décr crê») a) Paramérr Synchron por obnr n graph d lorsq C = µf. On prndra 8 pérods. (corb 7) b) Sr n noa docmn synchron, far n noll sas d lorsq C s maxmal. On prndra 8 pérods. Commnr cs dx corbs. (corb 8) c) rmplr l abla san commnr : Valr d C µf C max U ff ond (V) <> (V) ax d ondlaon τ

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