BACCALAUREAT PROFESSIONNEL SYSTEMES ELECTRONIQUES NUMERIQUES

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Céline Godin
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1 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL SYSTEMES ELECTRONIQUES NUMERIQUES LYCEE SACRE-COEUR, SAINT-BRIEUC C.C.F. de Mathématiques et Sciences Physiques épreuve E1 Sous - épreuve E 12 : Travaux pratiques scientifiques sur systèmes jeudi vendredi juin 2008 DUREE 3H00 DOCUMENTS INTERDITS NOM et Prénom du CANDIDAT : Date et heure évaluation : La clarté des raisonnements et la qualité de la rédaction interviendront dans l appréciation des copies. L usage des calculatrices alphanumérique ou à écran graphique est autorisé à condition que leur fonctionnement soit autonome (circulaire N du ) 1/11

de réponse d'un haut-parleur; bande-passante; vérification des données techniques.

2 ENCEINTE DE HOME CINEMA SONY MODEL NO SS-R105 SPEAKER SYSTEM RATED IMPEDANCE : 8 Ω MAX. INPUT POWER : 100 W TYPE : 100 Hz - 10 Khz - MEDIUM ACTIVITES PRATIQUES A REALISER : Caractéristiques d'un son Courbe de réponse d'un haut-parleur; bande-passante; vérification des données techniques. Transmission d'un signal sonore par onde hertzienne : étude et rôle d'un circuit d'accord dans la démodulation. Dans la suite du document, ce symbole signifie «Appeler le professeur» 2/11

3 1- CARACTÉRISTIQUES D'UN SON BUTS DES MANIPULATIONS : - Hauteur, amplitude - Comparaison émission, réception. Réaliser le montage expérimental schématisé ci-dessous. CH1 K GBF V CH2 HP Microphone (30 cm du hautparleur) Réglages à effectuer : interrupteur ouvert Régler le générateur de fonctions afin que celui-ci délivre une tension sinusoïdale de fréquence 1000 Hz, de tension efficace égale à 2 V. Appel n 1 : Faire vérifier le montage ainsi que les réglages effectués interrupteur fermé Afficher les deux voies sur l'oscilloscope et régler correctement les sensibilités horizontales et verticales, afin que l oscillogramme, correspondant à deux périodes au plus,occupe au maximum l écran. Appel n 2 : Faire vérifier les réglages de l'oscilloscope et l'affichage correct des deux signaux. 3/11

4 Mesures - représentation : 1. Représenter sur le schéma ci-dessous, en noir l'oscillogramme obtenu sur la voie 1, en rouge l'oscillogramme obtenu sur la voie 2, en veillant à bien indiquer les sensibilités choisies. 2. Mesurer les périodes et calculer les fréquences des deux signaux. CHI T 1 =... f 1 =... CH2 T 2 =... f 2 =... temps (s/div)... Y1 (V/div)... Y2 (V/div)... Couplage DC Couplage DC 3. Comparer les deux fréquences. Y-a-t-il modification entre l'émission et la réception? Mesurer U 1max et U 2 max, pour chacun des signaux. U 1max =... U 2 max = Comparer les deux fréquences. Y-a-t-il modification entre l'émission et la réception Conclure quant à la modification du signal, entre l'émission et la réception... 4/11

5 2- COURBE DE RÉPONSE D'UN HAUT-PARLEUR; VÉRIFICATION DES DONNÉES CONSTRUCTEUR. BUTS DES MANIPULATIONS : - Tracer la courbe de réponse de l'enceinte. - Déterminer la bande passante. TRAVAIL À RÉALISER : 1- Réalisation du montage expérimental schématisé ci-dessous HP GBF Ampli V A K Sonomètre 10 cm Réglages sonomètre : 1. Range : Lo 2. Resp : slow (S) 3. Funct : db A Réglages à effectuer : - Régler le générateur de fonctions sur la position régime sinusoïdal et afin qu'il délivre une tension de fréquence 50 hertz ; - Régler la tension lue sur le voltmètre à 0,4 V en agissant sur le bouton d'amplitude de l'ampli. Appel n 3 : Faire vérifier le montage ainsi que les réglages effectués. 5/11

6 2- Mesures Faire varier la fréquence délivrée par le G.B.F. de 50 hertz à hertz. Lire sur le sonomètre le niveau d'intensité acoustique (arrondi à l'unité) correspondant et le noter dans le tableau ci-dessous. Appel n 4 : Effectuer les trois premières mesures devant l'examinateur. Faire vérifier les mesures. Remarque Pour chaque valeur de la fréquence veiller à conserver une tension constante et égale à 0,4 volt régler la gamme de mesure d'intensité acoustique. Fréquence (Hz) Niveau d'intensité acoustique L (db) Pour la valeur maximale de L, mesurer la tension U aux bornes de l'enceinte, l'intensité I la traversant. U =... I =... Calculer le rapport Z = U I =... Que représente ce quotient? Représentation graphique Tracer la courbe représentative de la variation du niveau d'intensité acoustique en fonction de la fréquence sur la feuille de papier quadrillée semi-logarithmique ci-jointe (ANNEXE 1) Cette courbe est appelée "courbe de réponse du haut-parleur". 4- Interprétation graphique Lire (en db) la valeur maximale du niveau d'intensité acoustique L max = 6/11

Placer sur l'axe du niveau d'intensité acoustique le point d'ordonnée (L max 10). Tracer la droite parallèle à l'axe des abscisses et passant par ce point.

7 Placer sur l'axe du niveau d'intensité acoustique le point d'ordonnée (L max 10). Tracer la droite parallèle à l'axe des abscisses et passant par ce point. Repérer sur la courbe, les points qui correspondent aux intersections de cette droite et de la courbe de réponse du haut-parleur. Noter la fréquence minimale : f min =. Noter la fréquence maximale : f max =. L'intervalle [f min ; f max ] définit la bande passante du haut-parleur correspondant à la meilleure utilisation possible. Indiquer la bande passante de ce haut-parleur et la fréquence correspondante à f min f max 2... On distingue classiquement trois types de haut-parleurs : les «boomer» pour les sons graves ; les «médiums» pour les sons médiums ; les «tweeters» pour les sons aigus. À l aide du graphique suivant, indiquer à quelle courbe de réponse semble correspondre celle de l'enceinte étudiée (entourer la bonne réponse) : B1 B2 B3 En déduire la catégorie du haut-parleur étudié : Vérification des données L'impédance, la bande passante ainsi que le type d'enceinte correspondent-elles aux informations constructeur?... 7/11

8 3- TRANSMISSION D'UN SIGNAL SONORE PAR ONDE HERTZIENNE : ÉTUDE ET RÔLE D'UN CIRCUIT D'ACCORD DANS LA DÉMODULATION. Lorsque une antenne réceptrice reçoit les ondes électromagnétiques envoyées par une antenne émettrice, il est nécessaire de démoduler le signal reçu. La première étape consiste à ne laisser passer que certaines fréquences du signal reçu, 1 proches de f 0 = par l'utilisation d'un circuit LC parallèle ou filtre passe-bande. La 2 L.C fréquence f 0 est ajustée en fonction des composants afin d'être identique à celle de l'onde porteuse. But de la manipulation : Déterminer la fréquence f Réalisation et étude du circuit électrique Hors tension, réaliser le montage schématisé ci-dessous. Bobine L V V GBF Condensateur C Résistance R L = 1 H Interrupteur K Appel n 5 : Faire vérifier le montage par l'examinateur C = 0,47 F R = 1k L'interrupteur est ouvert. Le voltmètre est en position alternatif sur le calibre 20 V. Mettre sous tension le GBF. Régler la fréquence à 50 Hz. 8/11

9 Appel n 6 : Faire vérifier les réglages par l'examinateur. Fermer l'interrupteur. Régler la tension d'alimentation à 4V, la maintenir constante pendant toute la durée des mesures. Augmenter la fréquence, de 50 à 1000 Hz, consigner les résultats dans le tableau cidessous, puis construire la courbe de réponse en annexe 2. f (hz) U (V) f (hz) U (V) Déterminer la fréquence f 0, correspondant au maximum de tension : f 0 =... Vérifier cette valeur par le calcul en utilisant les grandeurs caractéristiques des 1 composants. On rappelle que f 0 = 2 L.C Comparer les deux valeurs. Conclure Appel n 7 : Remise en état du poste de travail. Faire vérifier la remise en état du poste de travail et remettre ce document au professeur. 9/11

10 ANNEXE 1 COURBE DE RÉPONSE HP SONY, MODELE SS SR-105 L (db) f (Hz) 10/11

11 ANNEXE 2 COURBE DE RÉPONSE EN TENSION DU CIRCUIT (L,C) PARALLÈLE U (V) f (Hz) 11/11

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