IUT GEII Neuville sur Oise Etude d un correcteur de tonalité

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1 Travaux pratiques D Electricité Electronique T GE Neuville sur Oise Etude d un correcteur de tonalité Objectifs : Savoir effectuer les mesures pour tracer les diagrammes de Bode d un filtre du premier ordre Observer l influence des impédances d entrées des appareils de mesures Travail de préparation théorique ) Exprimer la fonction de transfert T f du montage de la figure sous la forme suivante: T f j f f j f f figure On donne = k, = k, = 47 nf alculer f et f Tracer les diagrammes asymptotiques de Bode, puis l allure des courbes réelles Préciser le gain de chaque palier On estime que la bande de fréquence audible est comprise entre 0Hz et 0KHz On peut diviser cette bande de fréquence en quatre : - avec des graves (de 0 Hz à 5 Hz) - des bas-medium (5 Hz à khz) - des haut-medium ( khz à 8 khz) - des aigus (au dessus de 8 khz) Que fait ce filtre avec «les signaux audios»? Etude d un correcteur de tonalité page

2 ) Exprimer la fonction de transfert T f du montage de la figure sous la forme suivante: T f A j f f figure On donne = k, = k, = 5 pf alculer f Tracer les diagrammes asymptotiques de Bode, puis l allure des courbes réelles Préciser les valeurs de chaque palier Manipulations ) Simulation Simuler les filtres des figures et afin d obtenir leurs diagrammes de Bode (pour 0 Hz f MHz) omparer avec votre étude théorique ) Mesures éaliser le montage de la figure On utilisera impérativement des câbles coaxiaux Pour 0 Hz f MHz, mesurer G f 0 log T et f arg T Tracer les courbes sur papier semi-log Tracer sur cette même feuille les asymptotes de pente 0 et -0 db/décade des courbes obtenues En déduire les fréquences f et f que l'on comparera aux valeurs théoriques Que remarque-t-on en hautes fréquences sur la courbe G ( f )? Que remarque-t-on en hautes fréquences sur la courbe φ ( f )? ) Etude en hautes fréquences Le phénomène constaté en hautes fréquences est dû à : - l impédance d entrée de l oscilloscope - la capacité du câble coaxial (de l ordre de 00pF/m) L'impédance d'entrée de l oscilloscope est équivalente à une résistance osc en parallèle avec un condensateur osc En général les valeurs de osc et osc sont indiquées sur l oscilloscope L impédance ramenée en parallèle sur la sortie du filtre étudié ( la tension ) est équivalente à l association d une résistance en parallèle avec un condensateur Donner les expressions et les valeurs numériques de et Etude d un correcteur de tonalité page

3 Dans ce cas, le montage de la figure se transforme ainsi: figure On suppose = M omparer, et Z du montage valable en hautes fréquences pour f 00 khz En déduire un schéma simplifié En déduire à partir de : - les résultats de l'étude théorique - la prise en compte de l'influence des appareils de mesures et du câble coaxial l'allure des diagrammes asymptotiques ( 0 Hz f MHz ) 4 Déterminer sur les tracés des diagrammes de Bode du filtre la fréquence f et compléter les diagrammes asymptotiques En déduire la valeur de 5 Simuler le montage de la figure afin d obtenir les diagrammes de Bode omparer avec les résultats expérimentaux Etude d un correcteur de tonalité page

4 Travaux pratiques D Electricité Electronique T GE Neuville sur Oise Etude d un circuit L Objectifs : Savoir mesurer à l oscilloscope des déphasages omprendre comment on peut obtenir l impédance complexe d un dipôle expérimentalement Travail de préparation théorique Soit le dipôle suivant: A L B ) L admittance complexe Y d un dipôle est égale à, avec Z l impédance complexe du dipôle AB Z alculer l'admittance complexe équivalente du dipôle AB et la mettre sous la forme Y j Montrer que Y, et donc Montrer également que : Z sont réelles pour la pulsation particulière Y qui vérifie : 0 avec et 0 0 L 0 0 Z Z emarque : Que peut-on dire si 0? ) alculer f 0, 0, f et Z pour L = 0 H ; = 0 µf et 0 ) Donner un schéma équivalent du dipôle AB pour 0 et En déduire sans calculs, les valeurs limites du module de Z j Montrer également que si l'on pose arg, : 0 quand Tracer l'allure des courbes f f pour 0 et 0 Etude d un circuit L page Z et L Z quand 0 et que

5 4) Mesurer une impédance Z, revient à déterminer pour chaque valeur de le module le déphasage Z arg Z Deux solutions sont possibles : = retard angulaire de i(t) sur u(t) fixer et mesurer quand f varie : c'est l'attaque en tension fixer et mesurer quand f varie : c'est l'attaque en courant Le dipôle AB ( impédance complexe Z ) est placé dans le montage suivant : f : Z = kω L=0H =00nF E S = 0 ou 0 Montrer que = E De quel type d attaque s agit-il? Montrer que S=- Exprimer l impédance complexe Z = en fonction de E, S et S S Montrer que Z et arg Z arg E E Manipulations f0 ) Pour f variant de à f0, 0 pour 0 puis pour (on peut prendre,kω) Effectuer les mesures et tracer les courbes Z (f) et (f) en prenant un axe de fréquence linéaire 0 Pour, préciser les coordonnées Z max et f max du maximum du module et mesurer la fréquence f telle que (f ) = 0 ) onclusions : omparer les résultats obtenus avec ceux de l'étude théorique : La fréquence f pour laquelle (f ) = 0 La valeur mesurée pour Z (f ) correspond-elle à celle de l'étude théorique? Expliquer les écarts éventuels Etude d un circuit L page