Science Physique Appliquée I. Introduction. II. Influence de l

Science
Physique Appliquée
Terminale
Génie électronique
TP n°6Influence de l'oscilloscope
I. Introduction.
Le problème que nous allons évoquer est celui de l'adaptation de la source du
signal à la chaîne de mesure.
L'information est contenue dans E mais on mesure en fait Ue.
Pour que l'appareil de mesure donne une image de E il faut que Ze>>Z, alors
Ue ≃ E.
On dit dans ce cas que la chaîne de mesure constitue une haute impédance
pour la source du signal.
II. Influence de l'ensemble «câble coaxial et oscilloscope » sur
la mesure de E.
1. Étude théorique.
a) Imaginer une méthode pratique de vérification de l'influence éventuelle d'un oscilloscope sur une mesure.
En fait, vous pouvez remarquer dans le montage ci-contre que
l'information qui nous intéresse est e(t) mais l'oscilloscope donne
l'image de ue(t).
b) Dans ce montage, après avoir remplacé Cc et Ce par un
condensateur équivalent, exprimer la fonction de transfert T du
quadripôle A'MAM sous la forme
T0
1j. 
c
.
Avec CC=70pF, Ce=30pF, Re=1M.
c) En déduire l'influence vis à vis de e(t) et de ue(t) de l'ensemble « résistance interne, câble, oscilloscope » en vous
inspirant des résultats du TP n°2.
2. Étude pratique.
Réalisez le montage ci-contre.
La voie 1 est reliée par l'intermédiaire de la sonde (sonde sur 1*, donc hors
fonction) entre A et M visualise ue(t) et constitue à la fois une partie du
circuit et l'appareil de mesure.
La voie 2 entre A' et M visualise e(t) et est sans influence sur le circuit car
placée aux bornes d'une source de tension.
e(t) est sinusoïdale, d'amplitude 1V, et fournie par le GBF dont rGBF << r=
47 k. puis 220 k. .
a) Pour f=20 Hz, 1k.Hz, 10 k.Hz, 20 k.Hz mesurer l'amplitude de ue(t) et 
Ue/e. Tracer Ue(f) à l'aide d'un tableur.
b) Mesurer la fréquence de coupure fc (au critère -3dB, reporter cette valeur sur le tracé).
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3. Comparaison de la théorie et de la pratique.
a) Donner les expressions théoriques de T, arg(T) et fc.
b) Les comparer avec les résultats expérimentaux.
III. Utilisation d'une sonde passive.
1. Étude théorique.
Construction d'un atténuateur compensé à l'aide de la sonde:
Rs= 9 M., Cs est ajustable. L'oscilloscope visualise
maintenant U'e.
a) A quelle condition, reliant Rs, Cs, C, y-a-t'il
compensation en fréquence ?
b) Quelle est l'impédance d'entrée du quadripôle ? Montrer
que le modèle équivalent vu par le circuit (entre A et
M) est une résistance Rs+Re en parallèle avec un
condensateur de la forme :
Re.C
ReRs
.
c) Exprimer la fonction de transfert T' du quadripôle vu de e(t) sous la forme
T '0
1j. 
c
et en déduire l'influence
vis à vis de e(t) et ue(t) de l'ensemble « résistance interne, sonde, oscilloscope ».
d) Que dire de T'0 si r<< (Rs+Re ) ?
2. Étude pratique.
•Réglage initial de la sonde :
ue(t) est un signal en créneaux d'amplitude crête à crête 0,2V, de fréquence 1k.Hz.
On régle Cs pour que ue'(t) vue sur l'écran soit un signal en créneaux d'amplitude crête à crête l'amplitude initiale divisée
par 10 (4 cm pour la sensibilité 5 mV/cm).
•e(t) est maintenant une tension sinusoïdale d'amplitude 1V, r=220 k..
La voie 1 visualise u'e(t) (l'oscilloscope fait partie du circuit).
La voie 2 visualise e(t) sans perturber le circuit.
Ce montage permet de comparer les tensions visualisées en passant ou pas par la sonde.
1. Pour f=20 Hz, 1k.Hz, 10 k.Hz, 20 k.Hz mesurer Ue'M et en déduire UeM.
2. Mesurer  Ue/e en en déduire ' Ue/e .
3. Comparer la théorie et la pratique.
4. Quel est le rôle de la sonde ?
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