Laboratoire #2 Fonctions de transfert et diagrammes blocs

Dispositifs d’asservissement
Laboratoire: Fonctions de transfert et diagrammes blocs
Ce laboratoire consiste à manipuler des circuits électroniques (amplificateur, filtre)
pour simuler un système d’ordre 2. La fonction de transfert globale pourra être
vérifiée avec et sans contre-réaction pour diverses valeurs de gain. L’effet du gain
sur le facteur d’amortissement, la fréquence naturelle, la fréquence d’oscillation (s’il
y a lieu), la constante de temps sera étudiée. Un tableau synthèse des valeurs finales
sera érigé pour permettre une analyse comparative.
PRÉPARATION:
Convertissez le circuit suivant en un diagramme bloc.
Calculez, pour un gain global (sans contre-réaction) de 1, 2, 10 et de 40, le facteur
d’amortissement, la fréquence naturelle, la fréquence d’oscillation (si il y a lieu), la
constante de temps, le gain C.C. du circuit, ainsi que l’amplitude à la sortie, avec et
sans contre-réaction, lorsque l’on applique une onde carré de  0.2V.
Remplissez le tableau synthèse en page 2.
EXPÉRIENCE:
Le circuit sera assemblé à l’aide d’amplificateurs opérationnels LF347.
Étape préalable :
Le cœur du circuit est composé de 2 filtres passe-bas du premier ordre.
Pour s’assurer que chaque filtre possède la bonne fréquence de coupure, nous allons
mesurer cette dernière.
Montez le premier filtre seulement. Appliquez l’onde carrée à l’entrée du 1er filtre, à
basse fréquence (~100Hz), tout en observant la tension de sortie à l’oscilloscope.

Mesurez le temps de montée et déterminez la fréquence de coupure à l’aide de cette
mesure. (à partir de τ)
Déterminer, également la fréquence de coupure à l’aide de la méthode du -3dB,
expérimentalement. (Tel qu’étudié précédemment dans votre programme)
Nous pourrons alors comparer les deux méthodes.
Remplissez le tableau suivant :
Temps de montée (10% à90%)
mesuré du 1 ier filtre passe-bas
Fréquence de coupure
calculée
Fréquence de
coupure mesurée
(à l’aide du -3dB)
Montez et reliez le 2 ième filtre du circuit au générateur et répétez les mêmes étapes.
Remplissez le tableau suivant :
Temps de montée (10% à90%)
mesuré du 2 ième filtre passe-bas
Fréquence de coupure
calculée
Fréquence de
coupure mesurée
(à l’aide du -3dB)
Une fois les filtres vérifiés, montez le circuit, un étage à la fois et assurez vous que
chaque étage fonctionne adéquatement.
Esquissez la forme d’onde, à la sortie, sur papier millimétrique (ou capturez à
l’ordinateur) en indiquant toutes les caractéristiques.
Mesurez le temps de montée du système global.
Répétez pour un gain global en boucle ouverte de 1, 2, 10, 40 avec et sans contre-
réaction.
Mesurez le temps de montée global avec un gain de 40 avec contre-réaction.

RAPPORT:
Le rapport doit inclure les éléments suivants:
 La préparation, les formes d’ondes, les observations ainsi qu’une analyse des
résultats obtenues.
 La réponse aux questions
Tableau synthèse
Pour AVbo =1
Temps de montée du
1 ier filtre passe-bas
Temps de montée du
2 ième filtre passe-bas
Temps de montée du
système global
Sans contre-réaction
AVbf
n
a
1, 2
AVbo=1
----
AVbo=2
----
AVbo=10
----
AVbo=40
----
Avec contre-réaction
AVbf
n
a
1, 2
AVbo=1
AVbo=2
AVbo=10
AVbo=40
Pour AVbf =40
Temps de montée du
système global
AVbo= Gain en boucle ouverte
AVbf= Gain en boucle fermée

Questions :
1) Quel sont les effets de la contre réaction dans ce circuit?
2) Quel est l’effet du gain sur la sortie
a. En boucle ouverte ?
b. En boucle fermée ?
3) Mise en situation :
Un artiste qui monte sur scène et tourne accidentellement, de façon excessive, le
volume d’un amplificateur alors que le microphone est en fonction.
Que se passe-t-il ?
Quel parallèle peut ’on exercer entre ce scénario et le laboratoire ? Expliquez.
4) Quelle conclusion peut’ on tirer en comparant le temps de montée du système
global avec le temps de montée de chaque étage ?
5) Au no. 4, est-ce qu’on peut dire qu’il y a un pôle dominant (c.-à-d. qui influence
le plus la sortie)? Si oui, lequel ?
6) Quel est l’effet de la contre-réaction et le gain sur le temps de montée ?