II -2-4 ) on a la fréquence de coupure lorsque T = Tmax / 2 on a donc / 3 Cω = donc 3 Cω = soit ω = / 3 C et donc f C = /2Π 3 C II -2-5 ) f C = /2Π 3

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1 9 PYEL ME/L I II BACCALAUEAT TECHNOLOGIQUE série Génie Electronique Epreuve Physique Appliquée Juin 2009 Mesure du rythme cardiaque Etude du détecteur de flux sanguin I - ) U = U LD donc U =5-3,6 =,4 V donc = U / Id = 70 Ω I - 2) I -2 - ) sur la courbe on a pour Emin, max = 40 kω Emax min = 0 kω I -2-2 ) 2 et PH étant en série un diviseur de tension donne U = ( 2 /( 2 + PH ))x U cc donc U min = ( 2 /( 2 + PHmax ))x U cc = ( /( + 40 ))x 5 = 0,2 V U max = ( 2 /( 2 + PHmin ))x U cc = ( /( + 0 ))x 5 = 0,45V Etude du filtre II - ) Etude qualitative II - - ) En basse fréquence C se comporte comme un interrupteur ouvert, un trou et en haute fréquence comme un interrupteur fermé, un fil II - -2 ) En basse fréquence C coupe le circuit donc i 3 = 0 donc U 2 = 0 V En haute fréquence U C = 0 donc U = U 2 II - 2) Etude en régime sinusoïdal II -2 - ) 3 et C sont en série donc un diviseur de tension donne U 2 = ( 3 /( 3 + Z C ))x U donc U 2 = ( /( + Z C / 3 ))x U = ( /( + / ( j 3 Cω )))x U donc T= U 2 / U = ( /( - j (/ 3 Cω )) II -2-2 ) On a le module T = T = + ( 3 Cω ) 2 II -2-3 ) on a limt = = 0 on a limt = = + + ω 0 0 ω On retrouve bien le comportement d un filtre passe haut T = - j 3 Cω

2 II -2-4 ) on a la fréquence de coupure lorsque T = Tmax / 2 on a donc / 3 Cω = donc 3 Cω = soit ω = / 3 C et donc f C = /2Π 3 C II -2-5 ) f C = /2Π 3 C = 0, 34 Hz II -2-6 ) 70 bpm correspond à 70/60 =,6 battement par seconde donc fr =,6 Hz on a fr > fc donc le filtre passe haut laisse passer les battements cardiaque. III IV Etude de l amplificateur III - ) L Aop est en régime linéaire car la sortie est bouclée sur l entrée inverseuse E - III - 2) avec E - = E + = U 2 et comme 5 et 6 sont en série, un diviseur de tension donne III - 3) III - 4) 6min = 0 donc U 2 = A V = A Vmin = 6max = 470k donc + 5+ III - 5) Si Av = 0 A 6 V = = 0 donc 0 = =9-5 = 9,3kΩ Etude de la mise en forme du signal IV - ) Détection de seuils IV - - ) L Aop est en régime non linéaire car la sortie est bouclée sur l entrée non inverseuse E + IV - -2 ) U 4 = 0 V ou U 4 = U cc = 5 V les tensions de saturation sont les tensions d alimentation IV - -3 ) 9 et 0 sont en série, un diviseur de tension donne IV - -4 ) Avec le théorème de superposition on a IV - -5 ) U 4 lorsque E 2 + = E 2 - Si U 4 = 0 V alors Si U 4 = 5 V alors U U 3 = = = + U 3 = 3,5 V IV - 2) Détection des fronts IV -2 - ) τ = C 2 = 72,6 ms IV -2-2 ) D protège la porte logique : lorsque U4 chute de 5 à 0 V la tension U5 devrait être négative, la diode devient alors passante et limite la tension d entrée de la porte à 0V ( D parfaite ). - U 7 3 = U 2 CC donc U 3 =,49 V U 2 A Vmax = 0 E 2 - = = E = 7 + U 3+ + U 4 = U U 3 = 2 = U U cc U 3 ( 7 + ) 2 7 = 2 U 3 2 = 0

3 V Etude de la conversion durée tension V - ) E 3 - = E 3 + puisqu il est dit que l AOp est en régime linéaire 2 V - 2) 9 et 0 sont en série, un diviseur de tension donne E 3 - = 2 + U A = 3 U A 2 VI V - 3) d après la loi d ohm I a = U 4 / donc Ia = V - 4) I b = U 5 / 5 donc I b = V - 5) T est bloqué le courant I c ne dépend pas de I base donc la loi des nœuds donne I C = I a + I b V - 6) - E 3 + U A - E 3 + U + CC - U A U A - U + A 2 2 V - 7) 5/2,5 0,4 ma V - ) On a une charge de condensateur à courant constant donc comme C V - 9) on a la vitesse qui correspond à la variation de UC3 donc vitesse = 400 E -6 / 00 E -6 =4 V/s V - 0) si T est saturé U 7 = V CEsat = 0 V V - ) courbes V - 2) Etude de la détection de présence VI - ) 6 et 7 sont en série, un diviseur de tension donne E = VI - 2) E 4 - = (240 x 5) / ( ) = 4, V VI - 3) DL2 s allume si la sortie est à l état haut dons si E 4 + > E 4 - donc si U 7 > 4, V VI - 4) La LED s allume après une impulsion de U6 ( 00 ms ) plus le temps de montée pour atteindre 4, V soit,2s donc après,3s, il faut donc un délai minimum entre deux salves de,3s ce qui correspond à une fréquence de 47 Hz le pouls doit donc battre à des fréquences inférieures. VII Etude de la signalisation sonore VII - ) τ = 9 C 4 =0 4 x 0-7 = ms VII - 2) C 4 se charge sous tension constante donc de manière exponentielle et tend vers VII - 3) La valeur ne sera pas atteinte car lorsque U C4 atteint V H la porte CI3 bascule VII - 4) VII - 5) C 4 se décharge sous tension constante donc de manière exponentielle et tend vers 0 VII - 6) La valeur ne sera pas atteinte car lorsque U C4 atteint V B la porte CI3 bascule VII - 7) I c x t donc U C3 = C3 U A - E E 3 + VII - ) VII - 9) la période est égale à t + t 2 donc T =,79 ms et la fréquence f = /T =55 Hz VII - 0) si U 9 = 0V alors T 2 est bloqué si U 9 = 5 V alors T 2 est saturé 5 - V B 5 - t = 9 C 4 ln t = 0-3 ln UCC V H V H 0-3 t = 9 C 4 ln t = 0-3 ln 0 V B 0 t = 0,69ms t 2 =,ms du C3 dt du C3 dt = Ic C VII - ) si T 2 est bloqué c est un interrupteur ouvert U 0 = 0V si T 2 est saturé c est un interrupteur fermé V CEsat = 0V donc U 0 = 5 V VIII Synthèse

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