TP 2nd ordre

DEUG STPI 1ère année TP Electronique
TP 2nd ordre
Objectifs
 Mise en évidence du phénomène de résonance
 Etude harmonique d’un filtre du second ordre
Mise en évidence de la résonance
1. Premier montage
Réaliser le branchement en série d’une bobine et d’une résistance de 100, le tout alimenté
par un générateur de tension sinusoïdale de 4V d’amplitude et de fréquence f0=100Hz.
Faire le schéma du montage, permettant d’observer la tension aux bornes du GBF sur la voie
1, puis l’image du courant dans le circuit sur la voie 2.
Régler l’inductance de la bobine de façon à ce que la tension aux bornes de la résistance vaille
2V.
Relever les courbes sur un même graphique, ainsi que les réglages.
2. Etude du premier montage
Déterminer la valeur théorique de l’inductance de la bobine pour les réglages réalisés.
Mesurer le déphasage  de e(t), tension d’alimentation par rapport au courant i(t).
Donner les expressions numériques de e(t) et de i(t).
Confronter ces résultats avec la théorie.
3. Réglage du circuit résonnant
Après avoir coupé l’alimentation, insérer une boite de capacités.
Déterminer expérimentalement puis théoriquement la capacité du condensateur, branché en
série avec l’ensemble R L, qui annule le déphasage de e(t) par rapport à i(t).
Comparer alors e(t) et uR(t). Conclure sur la valeur de l’impédance du circuit RLC à la
résonance
4. Variation de la fréquence autour de la résonance.
En faisant varier la fréquence du GBF autour de f0, E étant maintenue constante, relever
simultanément UR et le déphasage  du courant par rapport à la tension d’entrée.
Tracer sur la même feuille :
 I(mA) en fonction de f
 Z() en fonction de f
 Le déphasage de ue par rapport à i en fonction de f
Etude harmonique
1. Aspect théorique
Soit
E
C
U
U
jH 

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Déterminer cette fonction de transfert, en utilisant les valeurs suivantes de composants :
R=100, L=0,3H, C=0,5µF.
Exprimer le gain G, module de H.
Exprimer gdB
Tracer sur papier semi-logarithmique les diagrammes de Bode asymptotiques du filtre.
2. Relevés expérimentaux
Faire varier la fréquence de 1 à 10kHz en maintenant Ve constante et égale 1,41V et tracer
simultanément sur une même feuille de papier semi-logarithmique les courbes :
 gdB
 (uC/uE)
Le maximum de UC a-t-il lieu pour f=f0 ?
Relever sur ces courbes, la bande passante à 3 dB et le déphasage introduit aux fréquences
limites de cette bande.
Quelle solution proposez vous pour augmenter la bande passante du circuit.
3. Exemple d’application du circuit RLC série : extraction d’une composante unique
d’un signal périodique non sinusoïdal
Appliquer à l’entrée un signal rectangulaire symétrique (signal carré) de fréquence f0. Relever
à l’oscilloscope la tension d’entrée, ainsi que l’image du courant dans le circuit. Conclure sur
le rôle du filtre.