Rapport de projet

Rapport de projet
Analyseur de spectre à balayage 10kHz – 200kHz
Thomas Piart
Benoît Decker
Florent Mollero
Pr-201
1er semestre I2
I ) Explication sur la méthode de travail :
Nous avons d’abord chercher à comprendre le fonctionnement de l’analyseur de spectre
Une fois cette étape passée nous avons réalisés les différentes fonction séparément afin de
comprendre le mode de fonctionnement des différents composants. On a fait cela de manière
montante ( de ‘l’entrée’ à la sortie ).
On a ensuite adaptés les éléments un à un et de haut en bas en répondant à ces questions ::
- Quelle fonction doit réalisé ce composant dans le cadre du projet ? ( entée, sortie,
fonction de transfert, gain… )
- Quel est son entrée, est elle suffisante en amplitude ou doit on l’adapter ? ( amplifier,
filtrer, réduire… )
- Quelle doit être sa sortie ?
II ) La réalisation
A ) Le générateur de rampe
1 ) Fonction à réalisé
Il doit générer des rampes d’une fréquence de 50Hz, la fréquence de balayage
F=50Hz car il faut une fréquence basse car le circuit possède un temps de réponse donc pour
voir tout les signaux il faut laisser le circuit ‘réagir’
Pour un « confort visuel » 50Hz est le minimum pour que le balayage reste invisible à l’œil
Donc 50Hz est un compromis.
2 ) Réalisation
Nous avons réalisé la rampe à l’aide du XR 2206


On fixe C 10µF
f 2 1
C R1R2
Duty Cycle (  rapport cyclique ) =
R1 => Détermination de valeur théorique avec le
R1R2
calcul puis test avec l’oscilloscope et une boite à décade pour amélioré la rampe.
R1 = 100k  et R2 = 12k 
R3 fait varier l’amplitude avec, pour un signal triangulaire une amplitude est environ égale à
160mV par k  Avec R3 = 244  , Amplitude de sortie  4 V.
B ) L’oscillateur commander en tension
1 ) Fonction à réaliser :
On doit réaliser une fonction du type S(t)cos(A*E(t)) ( avec S(t) la sortie et E(t) l’entrée )
Pour que le balayage soit dans la bande de fréquence souhaité ( 10kHz - 200 kHz ) et passe à
travers la « fenêtre du filtre » ( 462kHz ) il faut multiplier une sinusoïde : en effet, les
fréquences s’additionne et font passer le signal à travers le filtre :
il faut 10 kHz + Fmax = 476 kHz 10kHz
et 200kHz + Fmin = 476 kHz 10kHz
Soit Fmin = 255kHz et Fmax = 445 kHz
2 ) Réalisation
XR2206
  
f  1 1 R 1Vc
RC RC
3
pour Vc min = 5 V , Fmax  1
RC
on fixe R=10k  ( d’après la doc, 34k  <R<200k  pour plus de stabilité en température )
10
=> C 1 2.25*10 F 0.22µF
Fmax *R
( correspond à la fourchette de la doc. : 1000pF < C < 100µF )
de plus, K  dF  0.32 ( doc. ) => RC=57.4k  .
dVC Rc*C
Avec R=10k  et RC=57.4k  .les fréquences ne correspondait pas donc
Test : on remplace R et RC par des boites à décades et on mets des tensions continue en entrée
de 5V puis 12.5V ( les tension min et max de la sortie du générateur de rampe )
Après expérimentation pour que Vmin=5v donne Fmax et Vmax=12.5V donne Fmin
On obtient R=8.24k  et RC=59.2k 
C ) Multiplieur
1 ) Fonction à réaliser
On veux multiplier les deux entrées ( le signal et une sinusoïde de fréquence variable
2 ) Réalisation
Adaptation de la sortie de l’OCT au multiplieur :
Il faut multiplier une sinusoïde pur par le signal à analysé mais la sortie de l’OCT possède une
composante continu donc on réalise un filtre passe haut de fréquence de coupure fc=6kHz
Or fc=2  RC => on utilise R=1k  et C=1µF
(X1 X 2)*(Y1Y2)
Z
10
On met Z, X2 et Y2 à la masse car on les tension d’entée sont référencés par rapport à la
masse.
Les deux condensateur servent à enlever la composante alternative des alimentations
Pour teste on a utiliser d’abord des signaux continus : 2 entrée de tension variable
Puis une entée continue et une entrée alternative
On utilise un AD633 qui effectue l’opération suivante : W 
D ) Filtre passe bande
1 ) Fonction à réalisé
Un filtre passe bande à 462kHz le plus sélectif possible
2 ) Réalisation
On utilise un filtre céramique SFU455B. On relie une résistance de 3k  à la sortie comme
demandé dans la doc.
On a placé deux filtres en parallèle pour augmenter la puissance en sortie . On obtient alors
une perte de gain divisé par 2 soit 2.5
Amélioration :
On place deux filtres en série afin d’augmenter la précision
Mais la chute de tension est trop importante donc il faut mettre un amplificateur
opérationnelle en sortie
L’amplificateur opérationnel est un TL081.
On a amplifier le signal au maximum dans la limite du produit gain bande maximum de
4MHz : Le signal a une fréquence de 470kHz au maximum donc l’amplification maximum
doit être de 8.5 au maximum ; nous avons choisis 7 par sécurité. Le montage est celui d’un
amplificateur opérationnel non inverseur.
E ) Détecteur de crête
1 ) Fonction à réalisé
On doit conserver uniquement la silhouette du signal : la sortie du détecteur de crête doit
suivre le « contour supérieur » du signal
2 ) Réalisation
On utilise un condensateur en parallèle donc il s’agit en même temps d’un filtre passe bas
donc il faut que la fréquence de coupure soit haute ( > 500kHz )
Par conséquent on fixe C très bas
Afin que la sortie suive correctement le contour du signal d’entrée il faut que R soit grand =>
R = 100k 
Remarque : l’amplificateur précédent le détecteur de crête sert à éviter la chute de tension
provoqué par ce dernier et à envoyer un signal qui dépasse la tension seuil de la diode
(environ 0.7V)
F ) Amplificateur logarithmique
1 ) Fonction à réalisé
Pour obtenir un affichage du spectre à une échelle logarithmique on veut : s(t) = log ( e(t) )
Pour cela il faut un amplificateur logarithmique
2 ) Réalisation
On utilise un TL081 et une diode 1N4148
On envoi la sortie sur l’oscilloscope.