realisation d`un dispositif permettant de recevoir une emission de radio
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Ph 3.3 RECEVOIR UNE EMISSION RADIO L’antenne réceptrice d’un poste de radio capte les ondes hertziennes émises par les antennes émettrices des stations radiophoniques. 1. SELECTION D’UNE STATION EMETTRICE : Différentes stations radiophoniques émettent en modulation d’amplitude sur les grandes ondes. Calculer les fréquences fp de la porteuse pour ces différentes stations. La largeur de la bande de fréquences légalement autorisée pour émettre en modulation d’amplitude est f = 9 kHz. Quelle est la bande de fréquences attribuée à France Inter ? Sachant qu’une antenne reçoit des ondes hertziennes émises par un très grand nombre de stations radiophoniques, quelle fonction le circuit électrique couplé à l’antenne doit-il remplir pour sélectionner la bonne station ? (m) fp (kHz) France Inter 1852 Europe I 1648 RMC 1400 RTL 1282 2. LE CIRCUIT D’ACCORD : La sélection d’une station de radio se fait, sur un poste de radio, par un circuit LC parallèle qu’on accorde sur la fréquence de la porteuse de la station choisie. 2.1. Le circuit LC parallèle : Réaliser le montage du circuit schématisé ci-contre. R = 4700 C = 1 F ; L ≈ 1,7 mH Le GBF délivre une tension sinusoïdale ug de fréquence f réglable, dont la valeur efficace Ug est constante. R ug GBF L uc C Faire varier la fréquence du GBF,de 1 kHz à 5 kHz par pas de 0,5 kHz, en gardant constamment Ug = 2V. Noter les valeurs efficaces Uc de la tension uc correspondantes et déterminer précisément la valeur f de la fréquence pour laquelle Uc est maximale. Faire un tableau des mesures et tracer le graphe Uc en fonction de la fréquence f. La bande passante à 3 décibels correspond aux fréquences f1 et f2 pour lesquelles Uc(f1) = Uc(f2) = Uc max 2 Déterminer cette bande passante. Pourquoi le circuit LC parallèle est-il appelé filtre passe-bande pour la tension? La fréquence propre f0 d’un circuit LC parallèle est la même que celle d’un circuit LC série. Rappeler la relation entre f0, L et C. Vérifier que la valeur de la fréquence, pour laquelle U c est maximale, est f0. 1) Expérience : Réaliser le montage schématisé ci-contre. Agir sur la valeur C du condensateur variable pour sélectionner une station de radio. L’accord est réalisé quand l’amplitude de la tension est maximale. Visualiser à l’oscilloscope le signal modulé ainsi sélectionné parmi tous les signaux modulés arrivant sur l’antenne. L C 2) Remarque : La bande passante du circuit LC parallèle a deux contraintes : TS spécialité 582687302 page 1 oscilloscope 2.2. Utilisation du circuit d’accord : Une antenne réceptrice d’ondes hertziennes est reliée au circuit LC parallèle. Pour sélectionner une station radio, il faut que la fréquence propre f 0 circuit LC parallèle soit égale à la fréquence fp de la porteuse de la station. On accorde donc cette fréquence propre, soit en faisant varier l’inductance de la bobine, soit en faisant varier la capacité du condensateur. Elle doit être suffisamment étroite pour ne transmettre que le signal sélectionné (afin de ne pas entendre simultanément les programmes d’émetteurs voisins par leur fréquence). Il faut aussi que les fréquences des porteuses soient éloignées les unes des autres. Elle doit être suffisamment large pour permettre la réception de l’ensemble du signal. En effet, le signal modulé a pour spectre de fréquences : Le spectre de fréquences doit être contenu dans la BP sinon des informations sont perdues. 3. REALISATION DU DISPOSITIF RECEPTEUR RADIO : L’antenne et le circuit LC parallèle accordé ont permis de capter une station émettrice : on obtient l’onde modulée en amplitude émise par la station. Il faut maintenant démoduler le signal reçu et recueillir le signal modulant transporté pour l’envoyer vers un haut-parleur. Ceci est fait dans les étages successifs du schéma ci-dessous : fréquence fp – fs fp k + k 1 F OA90 _ fp + fs A.O. 10k _ A.O. + k k 10 nF k H.P. 3.1. Principe Observer le schéma. Compléter le tableau ci-dessus en nommant les différents étages qui le composent (les noms à employer sont : démodulation ; émission sonore ; amplification BF ; amplification HF ; réception-filtrage) Remarques : Le signal modulé obtenu aux bornes du circuit d’accord est faible et ne peut pas être démodulé (cette tension doit être supérieure à la tension de seuil de la diode). Il faut donc amplifier la tension modulée par un amplificateur opérationnel (A.O.). Le signal démodulé obtenu aux bornes du circuit de démodulation est faible. Il faut donc amplifier la tension démodulée pour obtenir une tension suffisante aux bornes du haut-parleur. 3.2. Réalisation expérimentale Réaliser le montage. Les amplificateurs opérationnels doivent être connectés à une alimentation symétrique (+15V; 0 ; -15V) (Pour alléger les schémas, cette alimentation n'est pas représentée) Cette alimentation doit être la première à être mise en marche, et la dernière à être arrêtée, sous peine d'endommager les A.O. Régler la valeur C du condensateur variable pour recevoir un signal audible. Le signal reçu avec le plus de puissance, dans les conditions de l’expérience, est celui de RMC (214 kHz). TS spécialité 582687302 page 2
