Tension - intensité- Numérisation d`un son simple

Nom :
Prénom :
Classe :
Contrôle de connaissances de mpi n°2
A – Intensité dans un circuit (/ 6,5)
1.
Que représente l’intensité électrique traversant un dipôle dans un circuit électrique ? Donner l’unité de toutes les grandeurs nécessaires à sa
définition. (/2)
On réalise le circuit suivant : 3 diodes électroluminescentes (ou DEL) identiques associées chacune avec une
résistance en série, en dérivation par rapport à un générateur de tension continue 5,0 V. La DEL 1 est associée à
la résistance de 150 , la DEL 2 à la résistance de 400  la DEL 3 à la résistance de 300 ).
2.
Quel est le sens conventionnel du courant imposé par le générateur de tension ?
Représenter le par la lettre symbolique I et une flèche. (/0,5)
3.
Est-ce qu’un courant traverse chaque diode électroluminescente ? Quelle est la del qui éclaire le plus ?
Argumenter. (/1)
4.
On mesure une intensité traversant le générateur I = 28,3 mA.
Un élève a mesuré une intensité traversant une des DEL voisine de 7,7 mA. On peut alors déterminer l’intensité traversant chaque DEL.
Expliquer pourquoi et donner les valeurs de ces intensités.
Représenter par des flèches le sens du courant I1 traversant la DEL 1 (associé à la résistance de 150 ) , le sens du courant I2 traversant la DEL 2
(associé à la résistance de 400 ) le sens du courant I3 traversant la DEL 3 (associé à la résistance de 300 ). (/2)
5.
Représenter l’appareil de mesure permettant de mesurer l’intensité de 28,3 mA (en précisant les bornes du multimètre utilisées). (/1)
B – La reconstitution d’un son (/ 13,5)
Acquisition 1 : On a réalisé l’acquisition d’une tension sinusoïdale à l’aide d’un GBF, de la carte ORPHY et d’un logiciel d’acquisition permettant de
piloter cette carte : win GTS.
1.
On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
a) Repasser en couleur rouge la forme d’un motif (/0,5)
b) Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5)
c) Déterminer la période de la tension ainsi acquise. (/1)
d)
Si on branche le GBF ainsi réglé sur un haut parleur ou un casque, entend on le son ? Argumenter. (/2,5)
MPI – Contrôle 2 Intensité électrique Numérisation d’un son
Acquisition 2 : On a réalisé l’acquisition d’un son simple provenant d’un diapason à l’aide d’un microphone relié à la carte ORPHY et d’un logiciel
d’acquisition permettant de piloter cette carte : Orfnum.
2.
On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
a) Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5)
b) Déterminer la fréquence de la tension ainsi acquise. (/2)
3.
Si la tension précédente est échantillonnée sur 3 bits :
a) Combien de valeurs différentes en code binaire peut prendre la tension sur la totalité de l’échelle ? (/0,5)
b) Donner toutes les valeurs possibles dans ce cas pour le code binaire. (/1)
c) Sachant que la tension de référence (valeur maximale de l’échelle) est de 5,00 V, donner les valeurs de la tension analogique restituée
pour les codes binaires 010 et 101. (/2)
4.
Si la tension précédente est échantillonnée sur 2 bits, alors elle ne peut prendre que 4 valeurs différentes sur la totalité de l’échelle. On désire
obtenir la courbe représentant la valeur numérique correspondant à la tension (en ordonnée) en fonction du temps (en abscisse).
La fréquence d’échantillonnage est Fe = 2 kHz pour le La3 émis par un diapason
a) Déterminer le nombre d’intervalles de temps (d’échantillon suivant l’axe des abscisses) qui permettront de reconstituer le signal de
fréquence 440 Hz (pour La3 diapason). (/1)
On a agrandi (zoomé) le graphique 1 représentant la tension au cours du temps afin de ne voir que 3 motifs.
On considérera dans cette partie que le nombre d’intervalles de temps pour échantillonner la tension sur l’axe des abscisses est de 5 pour La3.
5,00 V
Graphique 1
0,00 V
Graphique 2
b) Tracer sur le graphique 1 des traits verticaux permettant de mieux visualiser ces intervalles. (/0,5)
c) Tracer en dessous du graphique 1, sur le graphique 2, la forme de la valeur numérique (correspondant à la tension numérisée) au cours du
temps. (/2)
MPI – Contrôle 2 Intensité électrique Numérisation d’un son
Nom :
Prénom :
Classe :
Contrôle de connaissances de mpi n°2
A – Intensité dans un circuit (/ 6,5)
1.
Que représente l’intensité électrique traversant un dipôle dans un circuit électrique ? Donner l’unité de toutes les grandeurs nécessaires à sa
définition. (/2)
On réalise le circuit suivant : 3 diodes électroluminescentes (ou DEL) identiques associées chacune avec une
résistance en série, en dérivation par rapport à un générateur de tension continue 5,0 V. La DEL 1 est associée à
la résistance de 150 , la DEL 2 à la résistance de 400  la DEL 3 à la résistance de 300 ).
2.
Quel est le sens conventionnel du courant imposé par le générateur de tension ?
Représenter le par la lettre symbolique I et une flèche. (/0,5)
3.
Est-ce qu’un courant traverse chaque diode électroluminescente ? Quelle est la del qui éclaire le plus ?
Argumenter. (/1)
4.
On mesure une intensité traversant le générateur I = 28,3 mA.
Un élève a mesuré une intensité traversant une des DEL voisine de 7,7 mA. On peut déterminer alors l’intensité traversant chaque DEL.
Expliquer pourquoi et donner les valeurs de ces intensités.
Représenter par des flèches le sens du courant I 1 traversant la DEL 1 (associé à la résistance de 150 ) , le sens du courant I2 traversant la DEL 2
(associé à la résistance de 400 ) le sens du courant I3 traversant la DEL 3 (associé à la résistance de 300 ). (/2)
5.
Représenter l’appareil de mesure permettant de mesurer l’intensité de 28,3 mA (en précisant les bornes du multimètre utilisées). (/1)
B – La reconstitution d’un son (/ 13,5)
Acquisition 1 : On a réalisé l’acquisition d’une tension sinusoïdale à l’aide d’un GBF, de la carte ORPHY et d’un logiciel d’acquisition permettant de
piloter cette carte : win GTS.
1.
On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
a) Repasser en couleur rouge la forme d’un motif (/0,5)
b) Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5)
c) Déterminer la période de la tension ainsi acquise. (/1)
d)
Si on branche le GBF ainsi réglé sur un haut parleur ou un casque, entend on le son ? Argumenter. (/2,5)
MPI – Contrôle 2 Intensité électrique Numérisation d’un son
Acquisition 2 : On a réalisé l’acquisition d’un son simple provenant d’un tube d’orgue à l’aide d’un microphone relié à la carte ORPHY et d’un
logiciel d’acquisition permettant de piloter cette carte : Orfnum.
2.
On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
a)
b)
3.
Si la tension précédente est échantillonnée sur 3 bits :
a) Combien de valeurs différentes en code binaire peut prendre la tension sur la totalité de l’échelle ? (/0,5)
b) Donner toutes les valeurs possibles dans ce cas pour le code binaire. (/1)
c)
4.
Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5)
Déterminer la fréquence de la tension ainsi acquise. (/2)
Sachant que la tension de référence (valeur maximale de l’échelle) est de 5,00 V, donner les valeurs de la tension
analogique restituée pour les codes binaires 011 et 100. (/2)
Si la tension précédente est échantillonnée sur 2 bits, alors elle ne peut prendre que 4 valeurs différentes sur la totalité de l’échelle. On désire
obtenir la courbe représentant la valeur numérique correspondant à la tension (en ordonnée) en fonction du temps (en abscisse).
La fréquence d’échantillonnage est Fe = 2 kHz pour le Do4 émis par ’un tube d’orgue.
a) Déterminer le nombre d’intervalles de temps (d’échantillon suivant l’axe des abscisses) qui permettront de reconstituer
le signal de fréquence 520Hz (pour le tube d’orgue). (/1)
On a agrandi (zoomé) le graphique 1 représentant la tension au cours du temps afin de ne voir que 3 motifs.
On considérera dans cette partie que le nombre d’intervalles de temps pour échantillonner la tension sur l’axe des abscisses est de 4 pour Do4.
5,00 V
Graphique 1
0,00 V
Graphique 2
b)
c)
Tracer sur le graphique 1 des traits verticaux permettant de mieux visualiser ces intervalles. (/0,5)
Tracer en dessous du graphique 1, sur le graphique 2, la forme de la valeur numérique (correspondant à la tension
numérisée) au cours du temps. (/2)
MPI – Contrôle 2 Intensité électrique Numérisation d’un son
Correction du contrôle de connaissances de mpi n°2
A – Intensité dans un circuit (/ 6,5)
Que représente l’intensité électrique traversant un dipôle dans un circuit électrique ? Donner l’unité de toutes
Com
les grandeurs nécessaires à sa définition. (/2) débit de charge électrique (1 A = 1C/s)
On réalise le circuit suivant : 3 diodes électroluminescentes (ou DEL) identiques associées chacune avec une
résistance en série, en dérivation par rapport à un générateur de tension continue 5,0 V. La DEL 1 est associée à la
A
Com
résistance de 150 , la DEL 2 à la résistance de 400  la DEL 3 à la résistance de 300 ).
2. Quel est le sens conventionnel du courant imposé par le générateur de tension ?
Représenter le par la lettre symbolique I et une flèche. (/0,5) borne + à borne - , à l’extérieur du générateur.
3. Est-ce qu’un courant traverse chaque diode électroluminescente ? Non une est branchée en sens inverse :
la del3. Quelle est la del qui éclaire le plus ? Argumenter. (/1) La del 1 car elle est en série avec une
résistance de valeur plus faible que la del 2
4. On mesure une intensité traversant le générateur I = 28,3 mA.
Un élève a mesuré une intensité traversant une des DEL voisine de 7,7 mA. On peut alors déterminer l’intensité
traversant chaque DEL.
5. Expliquer pourquoi : La del 3 n’est traversée par aucun courant, donc la résistance de 300  non plus.
C’est la del 2 qui est traversée par un courant de 7,7 mA puisqu’il reste 28,3 -7,7 = 20,6 mA intensité
traversant la del 1 (puisque I del1 > I del2). La résistance de 400  est traversée par la même intensité
que la del2, La résistance de 100  est traversée par la même intensité que la del1
Représenter par des flèches le sens du courant I 1 traversant la DEL 1 (associé à la résistance de 150 ) , le sens du courant I2 traversant la DEL 2
(associé à la résistance de 400 ) le sens du courant I3 traversant la DEL 3 (associé à la résistance de 300 ). (/2)
6. Appareil permettant de mesurer l’intensité de 28,3 mA (en précisant les bornes du multimètre utilisées). (/1) série, voir 2 possibilités
1.
B – La reconstitution d’un son (/ 13,5)
Acquisition 1 : On a réalisé l’acquisition d’une tension sinusoïdale à l’aide d’un GBF, de la carte ORPHY et d’un logiciel d’acquisition permettant de
piloter cette carte : win GTS.
1. On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
Repasser en couleur rouge la forme d’un motif (/0,5)
Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5) 4 ou 3 (dépend énoncé)
Déterminer la période de la tension ainsi acquise. (/1) T = 400/4 =100 ms ou T = 250/2 =125 ms
Si on branche le GBF ainsi réglé sur un HP, entend on le son ? Argumenter. (/2,5) f =1/0,100= 10 Hz ou f =1/0,125= 8 Hz non
Acquisition 2 : On a réalisé l’acquisition d’un son simple provenant d’un diapason à l’aide d’un microphone relié à la carte ORPHY et d’un logiciel
d’acquisition permettant de piloter cette carte : Orfnum.
2. On obtient l’enregistrement suivant où le temps est porté en abscisse et la tension en ordonnée.
Combien de motifs apparaissent sur la durée de l’échantillonnage ? (/0,5) 11 motifs ou 13 motifs
Fréquence de la tension ainsi acquise. (/2) T= 25 /11 = 2,3 ms , f =1000/2,3 = 440 Hz ou T= 25 /13 = 1,9 ms , f =1000/1,9 = 520 Hz
3. Si la tension précédente est échantillonnée sur 3 bits :
Combien de valeurs différentes en code binaire peut prendre la tension sur la totalité de l’échelle ? (/0,5) 8
Donner toutes les valeurs possibles dans ce cas pour le code binaire. (/1) 000 , 001 , 010 , 011 , 100 , 101 , 110 , 111
Sachant que la tension de référence (valeur maximale de l’échelle) est de 5,00 V, donner les valeurs de la tension analogique restituée pour
les codes binaires 010 = 2/ 7 * 5 = 1,4 V et 101= 5/ 7 * 5 = 3,6 V. (/2) ou 011= 3/ 7 * 5 = 2,1 V et 100= 4/ 7 * 5 = 2,9 V
Si 8 a été pris comme valeur au lieu de 7 compter juste.
4. Si la tension précédente est échantillonnée sur 2 bits, alors elle ne peut prendre que 4 valeurs différentes sur la totalité de l’échelle. On désire
obtenir la courbe représentant la valeur numérique correspondant à la tension (en ordonnée) en fonction du temps (en abscisse).
La fréquence d’échantillonnage est Fe = 2 kHz pour le La3 émis par un diapason
Déterminer le nombre d’intervalles de temps (d’échantillon suivant l’axe des abscisses) qui permettront de reconstituer le signal de fréquence
440 Hz (pour La3 diapason). (/1) 2000/ 440 = 4,5 pour La3 , 2000/ 520 = 3,8 pour Do4
On a agrandi (zoomé) le graphique 1 représentant la tension au cours du temps afin de ne voir que 3 motifs.
On considérera le nombre d’intervalles de temps pour échantillonner la tension sur l’axe des abscisses est de 5 pour La3 , 4 pour Do4..
5,00
V
0,00
V
5,00
V
0,00
V
Tracer sur le graphique 1 des traits verticaux permettant de mieux visualiser ces intervalles. (/0,5)
Tracer en dessous du graphique 1, sur le graphique 2, la forme de la valeur numérique (correspondant à la tension numérisée) au cours du
temps. (/2)
MPI – Contrôle 2 Intensité électrique Numérisation d’un son