Travaux pratiques scientifiques sur système

Travaux pratiques scientifiques
sur système - Bac Pro SEN AVM
Durée 2h30
(3h20 pour les candidats bénéficiant d’1/3 temps)
C3-4: Effectuer les tests nécessaires à la validation du fonctionnement des équipements.
Note de présentation
Le sujet porte sur l’étude des signaux en sortie d’une platine CD. Les élèves auront
l’occasion de travailler sur une liaison optique, d’effectuer des calculs, fréquence et
résistance de protection.…
L’élève devra être capable de tester et constater la différence entre des signaux analogique
et numériques.
Liste du matériel :
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Un oscilloscope numérique
Une platine CD avec sorties audio analogiques, numérique et optique.
Un câble coaxial BNC RCA
Un cd avec des enregistrements de signaux sinusoïdaux.
Quelques informations sur le standard S/PDIF:
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Connecteur RCA (utilisant un câble asymétrique coaxial (cuivre))
Connecteur Toslink (utilisant la fibre optique). Le principal avantage de ce
format réside dans son immunité totale face aux perturbations
électromagnétiques.
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Résolutions : jusqu’à 24 bits
Fréquences d'échantillonnage rencontrées:
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

96 kHz - Applications professionnelles et semi-professionnelles :
échantillonneurs (samplers), synthétiseurs/workstations, interfaces et
enregistreurs audionumériques…
48 kHz - DAT (Digital Audio Tape)
44,1 kHz - CD
Pour un lecteur CD bénéficiant d’une résolution de 16 bits, stéréo donc doublé, on peut
estimer la fréquence des données numériques à 44,1. 106 x 16 x 2 = 1,4 MHz
Quelques oscillogrammes :
Sortie analogique :
Sortie numérique :
La période est environ de 0,5 à 1 μ s, soit une fréquence de 1 à 2 MHz et en fait un débit de
1 à 2 Mb/s.
SOUS-EPREUVE E12 Bac Pro SEN AVM
Nom:
2009/2010
Problématique : Nous allons étudier les signaux en sortie d’un lecteur CD équipé de 3
sorties :
-
Sortie audio – Niveau ligne
Sortie coaxiale
sortie optique
On insère un CD audio gravé , on choisit la plage T2.
Manipulation N° 1
Repérer la sortie audio – Niveau ligne- et appeler le professeur.
Visualiser à l’oscilloscope le signal sur la sortie HP, en branchant directement le cordon
coaxial spécial BNC RCA sur une des sorties audio analogique.
Ajuster les calibres pour afficher 2 périodes et représenter l’oscillogramme du signal 1 :
Relever la période du signal 1et calculer la fréquence f1.
Période :
Fréquence :
Manipulation N° 2 :
Repérer la sortie audio numérique et appeler le professeur.
Visualiser le signal à l’oscilloscope en branchant directement le cordon coaxial spécial BNC
RCA entre la sortie coaxiale et l’oscilloscope.
Ajuster les calibres pour afficher une dizaine de périodes et représenter l’oscillogramme du
signal 2:
Relever la période du signal 2 ( prendre la plus petite période) et calculer la fréquence f2.
Période :
Fréquence :
Manipulation N° 3
Repérer la sortie optique - et appeler le professeur.
Etude théorique :
On peut réaliser un montage simple afin de pouvoir visualiser le signal de la sortie optique
sur un oscilloscope. Ce montage comprend une photodiode de type SD 1420, dont la
documentation est fournie.
Le montage est le suivant :
La résistance Rp sert également à protéger la photodiode.
a) A l’aide de la documentation, indiquer quel type de transducteur est la
photodiode :
Grandeur d’entrée :
Grandeur de sortie :
b) Déterminer, à l’aide de la documentation jointe, le courant maximum
admissible.
c) Calculer la valeur minimale de RP en considérant la diode passante.
d) Repérer la cathode et l’anode de la photodiode.
e) Indiquer ou placer l’oscilloscope pour visualiser une tension conforme au
signal de sortie.
f) A partir de la documentation de la SD 1420, indiquer quelle est la réponse
relative à 640 nm.
Etude pratique :
On choisi d’utiliser le montage direct de la photodiode avec son amplificateur.
Réaliser le câblage direct entre les fiches bananes de la photodiode et l’oscilloscope.
Ajuster les calibres pour afficher une dizaine de périodes et représenter l’oscillogramme du
signal 3.
Relever la période du signal 3 ( prendre la plus petite période) et calculer la fréquence f3.
Période :
Fréquence :
Manipulation N° 4
Etude de la nature des signaux optiques.
1) A l’aide du diagramme suivant et par comparaison des couleurs , on demande de
déterminer la longueur d’onde ainsi que la fréquence du signal lumineux délivré par le
lecteur CD.
Longueur d’onde :
Fréquence :
Indiquer la relation entre la longueur d’onde et la fréquence.
Calculer le rapport entre la fréquence du signal 3 et la fréquence de la porteuse.
Conclusion :
Répondre aux questions en justifiant
Le signal 1 est analogique ou numérique ?
Le signal 2 est analogique ou numérique ?
Le signal 3 est analogique ou numérique ?
Rechercher sur la documentation technique sur la norme S/P DIF le débit des informations
numériques :
Comparer aux valeurs f2 et f3.
Cette valeur peut elle correspondre aux mesures effectuées, expliquer sachant que
l’information est « stéréo »