TP n°1 : Étude Cellule RC, GBF & Oscilloscope - Électronique

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TP n°1 : Cellule RC
Les premiers composants étudiés en électronique sont les composants passifs. Nous
verrons donc en premier lieu comment étudier le comportement fréquentiel d’une cellule
composée d’une résistance et d’un condensateur.
L'objectif de ce TP est d’étudier une cellule RC en se familiarisant avec le matériel.
1. Utilisation d’une plaque d’essai.
1.1 – Aspect général
En règle générale, les plaques d'essais sont de forme rectangle. Il y a plusieurs rangées
de trous : certaines rangées sont verticales tandis que d'autres sont horizontales. Les
trous sont espacés les uns des autres d'un pas standard de 2,54 mm. Cette valeur
correspond à un dixième de pouce (unité anglaise, un pouce = 2,54 cm), et correspond
aussi à l’écart courant entre les broches d’un circuit intégré (broches traversantes).
Amplificateur opérationnel TL081
Transistor 2N2222A
Pour vous donner un aperçu, voici un dessin d'une plaque à essai :
1.2 – Informations au sujet des connexions
Pour l’étude expérimentale de circuits électriques, nous devons relier les composants entre
eux. La plaque d’essai et quelques fils nous permettent d’y arriver.

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Sur la plaque d’essai des connexions sont déjà réalisées et nous permettent de faire des
liaisons ou des nœuds. Le schéma ci-dessous nous montre les connexions déjà faites :
A l'aide du schéma ci-dessus, il est possible de remarquer deux choses :
1. Les rangées verticales (A à E & F à J) ne sont pas reliées au milieu ; c'est tout à fait
normal. Cela permet de placer des circuits intégrés ou alors tout autre composant ayant une
forme similaire.
2. Il y a 4 rangées horizontales 2 en haut et 2 en bas qui sont reliées mais isolées les
unes des autres.
o La première en haut, celle qui est rouge, est représentée par un "+". Il convient de
connecter la borne positive de la source de tension à cet endroit. De cette façon, le montage
est plus propre et vous pourrez connecter un fil à cette source d'alimentation à chaque fois
qu'il en sera nécessaire.
o La deuxième rangée, celle qui est bleue (ou noire), est symbolisée par un "–". Sur la
même idée que la rangée jumelle, cette ligne sert à relier la masse. Ainsi, dès que vous
devez connecter un composant à la masse, vous avez juste à utiliser un fil pour la liaison
vers cette rangée (votre montage sera ainsi plus propre et plus compréhensible).
o Idem pour celles d’en bas qui peuvent être utilisée pour connecter la borne négative
de la tension d’alimentation et/ou une masse.
1.3 – Réaliser le montage diviseur de tension suivant :
Avec R1 = R2 = 1 kΩ et Vcc = 9V

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Voici le montage qui sera à réaliser sur la plaque d’essai :
1.3.1 – Réglez l’alimentation sur 9 V.
1.3.2 – Court-circuitez l’alimentation avec un fil et réglez le courant maximal à 100mA
1.3.3 – Réalisez le montage.
Nous souhaitons mesurer l’intensité du courant I et la tension Va aux bornes de R2.
1.3.4 – Proposez un schéma de câblage des appareils de mesure, en précisant les bornes
utilisées (COM, mA, V etc.) et le réglage (calibre, AC, DC etc.)
1.3.5. – Branchez les appareils et faites les mesures.
1.3.6. – Comparez vos valeurs expérimentales aux valeurs théoriques.
2. Prise en main d’un GBF et d’un oscilloscope
Un Générateur Basses Fréquences (GBF) génère une tension périodique, dont on
peut régler :
- la forme (sinusoïdale, rectangulaire, triangulaire, etc …),
- la fréquence (ou la période),
- l'amplitude (ou la valeur efficace ou la valeur crête à crête)
- la composante continue (notée « offset » sur l’appareil, pour décalage en anglais).
Exemple pour un signal triangulaire symétrique, noté u(t) :
Période
Amplitude
Amplitude
crête à
crête
u(t)
Valeur moyenne
t

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u(t) est la somme d’une composante alternative uAC(t) et d’une composante continue <u(t)>.
u(t)
t
<u(t)>
t
uAC(t)
t
Composante continue
Signal périodique
Composante alternative
0
0
0
Réglage de la valeur moyenne,
offset sur le GBF
Réglage forme, amplitude et fréquence sur le GBF
u(t) = <u(t)> + uAC(t)
La composante continue est la valeur moyenne du signal.
Son amplitude est l’écart entre sa valeur maximale et sa valeur moyenne.
Son amplitude crête à crête est l’écart entre sa valeur maximale et sa valeur minimale.
L'oscilloscope numérique est un instrument de mesure. Il sert à observer des signaux
en tension, soit produits par le GBF, soit issus d’un circuit étudié. On peut y régler la sensibilité
temporelle (time/div), ainsi que des sensibilités verticales (V/div).

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2.1 – Découverte du Générateur Basse Fréquence ou GBF :
Repérez sur le GBF, les boutons qui permettent de :
2.1.1 - Mettre l'appareil sous tension.
2.1.2 - Choisir la forme (« function » ou mode) de la tension délivrée.
2.1.3 - Changer la fréquence de cette tension.
2.1.4 - Changer son amplitude.
2.1.5 - Ajouter une composante continue.
2.1.6 - Changer la symétrie du signal ou son rapport cyclique (bouton
Symmetry ou Duty).
Repérer la borne coaxiale (ou connecteur BNC) de sortie (« OUTPUT »).
2.2 – Découverte de l'oscilloscope numérique :
Repérez sur l'oscilloscope les boutons qui permettent de :
2.2.1 - Mettre l'appareil sous tension.
2.2.2 - Centrer la référence de tension (« trait » jaune ou bleu) sur l'écran.
2.2.3 - Changer la base de temps.
2.2.4 - Changer les sensibilités verticales des voies 1 et 2, repérées « CH1 » et
« CH2 ».
2.3 – Caractérisation de quelques signaux générés par le GBF sur l'oscilloscope :
2.3.1 - Mettez sous tension le GBF et l'oscilloscope, puis reliez correctement la sortie
MAIN OUT du GBF à la voie 1 de l'oscilloscope grâce à un cordon de type BNC.
2.3.2 – Réglez le GBF pour générer un signal sinusoïdal d’amplitude crête à crête
4V, de fréquence 500Hz et de composante continue 2V.
2.3.3 – Affichez sur l’oscilloscope, à l’aide du menu de mesures automatiques la
valeur moyenne (avg : average), la valeur efficace (RMS), l’amplitude crête à crête
et la fréquence.
2.3.4 – Recopiez et complétez le tableau suivant sur votre compte rendu :
Forme
Vmoy [V]
Veff [V]
VPP[V]
F[Hz]
Sinusoïdale
Triangulaire symétrique
(rapport cyclique de 50%)
Carré symétrique (rapport
cyclique de 50%)
Carré (rapport cyclique de
20%)