EFS Page 1 北航中法工程师学院 ÉCOLE CENTRALE DE PÉKIN TP D ÉLECTRONIQUE Examen de fin de semestre Juin 21 Numéro d étudiant à 8 chiffres Prénom français Nom chinois EXERCICE 1 On considère une tension périodique u(t) en dents de scie, dont le graphe est donné ci-dessous u(t) en volts 6 3 3 5 1 15 t en ms Un multimètre TRMS et/ou un oscilloscope numérique permettent de mesurer les caractéristiques de cette tension. Compléter le tableau des mesures ci-dessous (aucune justification n est demandée) : U pp = U cc U moy = U avg Rapport cyclique U TRMS U RMS Fréquence
EFS Page 2 EXERCICE 2 2. On dispose d une tension en dents de scie, de rapport cyclique 5%, de fréquence 1 khz, de valeur moyenne 2V, de valeur crête à crête 4V. On observe cette tension sur la voie 1 (CH 1) de deux oscilloscopes aux reglages differents. Oscilloscope 1 Oscilloscope 2 Oscilloscope 3 Déterminer les réglages des oscilloscopes 1 et 2 (n oubliez pas d inscrire les unités!!) et représenter l oscillogramme de l oscilloscope 3 (aucune justification n est demandée). Réglage voie 1 (CH 1) TIME/DIV Oscilloscope 1 Oscilloscope 2 Oscilloscope 3,5 ms/div VOLT/DIV,5 V/div COUPLING (AC/DC) AC Réglage synchronisation (TRIGGER) COUPLING (AC/DC) AC AC AC LEVEL (V) 2 V SLOPE (+/-) - EXERCICE 3 Soit le filtre RLC série ci-dessous relié a un générateur de fém et de résistance interne r = 5 Ω : Oscilloscope Y 1 L Y 2 Oscilloscope C i Résistance interne r= 5 Ω Générateur R On récupère avec une carte d acquisition le diagramme de Bode en amplitude GdB = f ( y) avec y = log( ω / ω)
EFS Page 3 Quel nom porte ce type de filtre? Donner l expression de la pulsation de résonance ω en fonction des paramètres du circuit. Justifier. Quelle est la valeur du déphasageϕ arg s = à la résonance? e Quelle est la valeur du gain à la résonance? Pourquoi n est il pas nul?
EFS Page 4 En déduire la valeur de R. Justifier. Mesurer la bande passante y de ce filtre RLC. La représenter sur le schéma. En déduire le facteur de qualité Q du filtre en fonction de y. Justifier. On augmente la résistance R. Indiquer comment vont évoluer les grandeurs suivantes (augmente, diminue, identique) : - La bande passante ω : - La pulsation de résonance ω : - Le facteur de qualité Q : - Le gain G db à la résonance :
EFS Page 5 EXERCICE 4 On considère le circuit à AOI ci-dessous. L AOI est caractérisé par : Tension de saturation en sortie : V sat = 15 V Intensité de saturation en sortie : I sat = 1 ma Vitesse de saturation en sortie (slew rate) : ν b = 1 V/µs 3R R N AOI S On a représenter sur chaque oscillogramme la tension. Représenter a chaque fois la tension en tenant compte des différents réglages : Sensibilité verticale 1 V/div Vitesse de balayage 1 ms/div R = 1 Ω Sensibilité verticale,5 V/div Vitesse de balayage,2 µs/div R = 1 Ω Sensibilité verticale 5 V/div Vitesse de balayage 1 ms/div R = 1 Ω Sensibilité verticale 2 V/div Vitesse de balayage 1 ms/div R = 1 Ω
EFS Page 6 6. On considère le circuit à AOI ci-dessous. L AOI est le même que l exercice précèdent : R 2 R 1 N AOI S Justifier que l AOI fonctionne de manière non linéaire Exprimer V 1 et V 2 (V 2 > V 1 ), les valeurs des tensions de basculement en fonction de R 1, R 2 et de V sat. Représenter la courbe de Lissajou s(e). On règle les différents composants pour avoir V 2 = 6 V et V 1 = -6 V. La tension d entrée est e( t) = 5 + 1 cos 2π ft avec f = 1 Hz. 15 V -15 V 15 V -15 V
EFS Page 7 Mêmes réglages que la question précédente. Représenter la courbe de Lissajou s(e) si l on supprime «l offset» de la tension d entrée. 15 V -15 V 15 V -15 V EXERCICE 5 On veut multiplier les signaux p( t) = Ap cos 2π Ft et v( t) = E + Am cos 2π ft. Pour cela on utilise un multiplieur. On suppose que le multiplieur fonctionne avec trois bornes d entrée (x,y,z) et une sortie s de sorte que s = α xy + z avec tensions x(t), y(t), z(t), sont exprimées en V. On a F f et E >. 1 α = quand les 1 Répondre aux questions suivantes par Vrai ou Faux - Pour effectuer l opération, on a branché p(t) en x, v(t) en z et y à la masse - Le signal est un signal modulé en fréquence - Le taux de modulation m est égal à A p /E - Si taux de modulation m est supérieur à 5%, on dit qu il y a surmodulation - Le signal p(t) est appelé «porteuse» - Le spectre de Fourier de montre qu il y a 3 pics de fréquences F-f, F, F+f - Si m < 1, le pic de fréquence F est plus grand que les deux autres - Si E est nul, il n y a que deux pics dans le spectre de Fourier de - Pour démoduler par détection synchrone il faut multiplier par v(t) puis filtrer avec un «passe-bas» - La fréquence de coupure du filtre «passe-bas» de la question précédente doit être supérieure à F