TP-COURS BTS: FILTRES PASSE BAS, PASSE HAUT ET PASSE BANDE

Transcription

1 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 DU TP : Etudier les propriétés fréquentielles (réponse en fréquence) des filtres. Bande passante à -3dB, Fonction de transfert T(f), Courbes de gain T(f) et de phase (f). Comparer avec la théorie. MONTAGE 1 : Filtre RC MONTAGES: MONTAGE 2:Filtre CR MONTAGE 3 : Association en cascade des filtres RC et CR. R1=1k ;C1=100nF;R2=10k ;C1=1 F ; f ve1 =1 khz 1 =100 s, 2 =10ms, f c1 1,6 khz, f c2 16Hz Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 1 / 8

2 1. PRÉPARATION (PROTOCOLE EXPÉRIMENTAL) 1.1.MONTRER QUE T 1 = V s1 1 = V e p ; avec 1 =R 1.C 1 et p= j. Filtre passe Bas du 1er Ordre de pulsation de coupure à -3 db : c1 = MONTRER QUE T 2 = V s2 =. p 2 V e p ; avec 2 = R 2.C 2 et p= j. Filtre passe Haut du 1er Ordre de pulsation de coupure à -3 db :. c2 = MONTRER QUE T 3 = V s p =T V 1. T 2 =. e p 1 2. p Filtre passe Bande du 2ème Ordre de pulsations de coupure à -3 db : c1 = 1 1 et c2 = TRACER L'ALLURE DE T 1, T 2, T 3 en étudiant les limites pour >0 et > 1.5. CALCULER NUMÉRIQUEMENT 1, 2, 1, 2 2. MESURES: 2.1.POUR CHAQUE MONTAGE (i= 1, 2 ou 3), en régime sinusoïdal avec Ve = 7V, RELEVER T i MI N et T i MAX, ainsi que les fréquences correspondantes, ceci en relevant Vs et Ve (valeurs efficaces ) au scopemeter pour différentes fréquences (balayage). 2.2.INTRODUIRE LES DONNÉES DANS UN TABLEUR et faire tracer les T i 2.3.MONTAGE 3, avec ve carré (0, 7V), RELEVER VE, VS ET LEURS SPECTRES. Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 2 / 8

3 3. EXPLOITATION: 3.1.COMPARER LA THÉORIE ET L'EXPÉRIMENTATION, DANS UN TABLEAU avec les ÉCARTS RELATIFS en vous inspirant des TP précédents dont le TP amplificateur de puissance. Paramètre Valeur Théorique Valeur expérimentale T3max T3min fcb3 fch3 etc Ecart relatif en % 3.2. Interpréter l'oscillogramme et les spectres résultants du filtrage du SIGNAL CARRÉ. Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 3 / 8

4 1. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: SIMULATION On peut mettre une expression mathématique, Palette «Non linear», à la place de la somme (+), Palette «linear» Simulation pour τ 1 =1, ; τ 1 =10 2 ; On remarque que vs(t) diminue au cours du temps.c'est un régime transitoire de charge de C2, qui aboutira à un v S2 MOY =0 au bout de 5. τ (RC CR) =30 ms.la composante continue est éliminée. Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 4 / 8

5 2. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: SIMULATION SIMULATION POUR 1 =10 4 ; 2 =10 3 ; On remarque que vs(t) diminue au cours du temps.c'est un régime transitoire de charge de C2, qui aboutira à un v S2 MOY =0 au bout de 5. 2 =5ms Mettre les titres sur les graphiques tracés par le module de simulation par blocs de SCILAB, xcos: Une fois le graphique tracé, on tape en console les instructions, comme si on était dans l'éditeur de commandes scipad: -->subplot(211); //on sélectionne le graphique en position 1(haut) de la fenêtre 2 lignes, 1 colonne. -->xtitle('filtre passe bande RC-CR en cascade avec To1=1/(2.pi.f)=1.6e-4 et To2=1.6e-4 ", 't(s)','vs2(t)'); -->xgrid ;//permet d'afficher la grille. -->subplot(212); -->xtitle('filtre passe bande RC-CR en cascade avec fc1=1khz=fc2.on sélectionne h1, harmonique fondamental du signal carré', 't(s)','vs2(t)'); -->xgrid ;//permet d'afficher la grille. Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 5 / 8

6 3. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: RÉGLAGE DE LA SIMULATION Mettre les titres sur les graphiques tracés par le module de simulation par blocs de SCILAB, xcos: Une fois le graphique tracé, on tape en console les instructions, comme si on était dans l'éditeur de commandes scipad: -->subplot(211); //on sélectionne le graphique en position 1(haut) de la fenêtre 2 lignes, 1 colonne. -->xtitle('filtre passe bande RC-CR en cascade avec To1=1/(2.pi.f)=1.6e-4 et To2=1.6e-4 ", 't(s)','vs2(t)'); -->subplot(212); -->xtitle('rc-cr en cascade avec fc1=1khz=fc2.on sélectionne h1, harmonique fondamental du signal carré', 't(s)','ve1(t)'); Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 6 / 8

7 4. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: MESURES BRUTES FAITES PAR UN GROUPE D'ÉTUDIANTS Résultats montage 1 : T : Vs / Ve : 0,77 Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 7 / 8

8 5. ÉLÉMENTS DE CORRECTION: MESURES BRUTES FAITES PAR UN GROUPE D'ÉTUDIANTS Montage 2 : T : Vs/Ve : 0,98 Physique Appliquée-Lycée du Pays de soule-tp 21/11/11-TP-FiltrRCCR-BTScim.odt-Djl-Page: 8 / 8