correction-bac-physique-electronique-2004

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I - Etude du fonctionnement pour une distance de un mètre
1.  100 = 6 ms
2.
II - Etude du fonctionnement à distance variable
 = k  d ( en s et d en m)
donc :
III - Pour une distance de quarante centimètres
1.  40 = k  d = 6 10-3  0,4 = 2,4 ms
2. voir ci-dessous

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I - Générateur 40 kHz
1. La loi des mailles donne :
VE1 - VC1 - VB1 = 0
2. a) Porte NON : tant que , on a un " Ø" en entrée et donc un "1" (VA1 = VDD) en sortie.
Donc VA1 = VDD pour t < 12,5 µs.
b) On a un "1" en entrée, donc un "Ø" en sortie : VB1 = 0
c) Voir document réponse.
d)
e) D'après le circuit de charge, VC1 augmente exponentiellement en tendant vers VA1 = VDD.
De plus, on a vu au 1. que VE1 - VC1 - VB1 = 0
Or VB1 = 0 d'où VC1 = VE1
On voit donc que
3.a) VA1 bascule, car VE1 devient supérieur à et l'entrée de la porte 1 passe d'un "Ø" logique à un "1" logique, donc
sa sortie bascule à "Ø" (Porte NON).
On a donc VA1 = 0 et par conséquent VB1 = VDD = 12V (Porte 2)
b) La tension aux bornes d'un condensateur ne peut pas subir de discontinuités, VC1 est donc la même juste avant et
juste après 12,5 µs
donc
4.a) On a vu au B.1.3 a) que VA1 = 0 et VB1 = VDD
Voir document réponse.
b)

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c) Donc VC1 se décharge puis se charge exponentiellement en tendant vers - VDD
On a toujours VE1 - VC1 - VB1 = 0
soit VC1 = VE1 - VB1 = VE1 - VDD
VC1 (25 µs-) = VE1 (25 µs-) - VDD
5.
TB1 = 25 µs
donc (correspond au titre !)
II - Générateur de trame 125 Hz
1.
a) VB2 = VDD ("1" logique)
b) Pour que VA2 = 0, il faut que la porte 3 ait un "1" logique en entrée,
c'est-à-dire que
c) Pour D' : donc D' bloquée
Pour D'' : donc D'' passante
d)
e)  1 = r"C2
f)  1 =  1ln 3 = r'' C2 ln 3 = 9 x 103 x 100 x 10-9 ln 3  1 ms
2.
a)  2  7 ms
b) VB2 est la sortie de la porte 4 et VA2 est son entrée.
VB2 est donc l'inverse logique de VA2.
Ici VA2 = VDD = "1", donc VB2 = "Ø" = 0V
c) Voir document réponse.
L'axe est gradué en ms.

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III - Signal appliqué à l'émetteur d'ultrasons.
1.
Document réponse 1
Document réponse 2

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Phrase à compléter :
La tension Vus est constituée d'une tension rectangulaire de fréquence 40 kHz (fréquence F) produite pendant
1 ms (durée d'émission) toutes les 8 ms (période d'émission).
I - Amplification
1.
Quand la tension est positive VEmax = 0,06 V et VSmax = 12 V
donc
2.
Le circuit AO1 fonctionne en régime linéaire car
lorsque VE est positive.
3.
V+ = VE
(pont diviseur de tension car I- = 0)
En régime linéaire V+ = V- donc
d'où
4.
Lorsque VE < 0, la tension VS devrait être négative, mais l'AO atteint alors sa saturation basse de 0 V.
La sortie de l'AO1 sature donc à 0 V et Vs = 0 V.
5.
On a vu que A01 était saturé, car les équations du régime linéaire (Vs = AVE) tendraient à donner Vs < 0 V.
Or la tension de saturation basse est de 0 V. On obtient alors 0 V à la place des valeurs négatives.
On a donc un fonctionnement en régime saturé.
II - Détection de crête
1.
VS = Vfilt (reliés par un fil)
2.
D est passante quand Vs = Vfilt
Voir document réponse.