Nom - Sembatclaro

RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE TP N°1
ELECTRONIQUE PHYSIQUE
MESURES SUR LES LIGNES TELEPHONIQUES
0. Mesures préliminaires
poste
téléphonique
AUTOCOM
boîtier
d’interfaçage
a. Recopier le schéma ci-dessus en ajoutant l’appareil permettant de visualiser la
tension différentielle dans la paire torsadée.
b. Réaliser le montage en connectant le poste téléphonique sur la voie L2 de
l’autocommutateur. Puis :
> Combiné raccroché, visualiser la tension de ligne. Mesurer sa valeur moyenne.
> Combiné décroché, visualiser la tension de ligne correspondant à la tonalité de
prise de ligne. Mesurer sa valeur moyenne. Visualiser l’ondulation (préciser le
réglage de l’oscilloscope). Mesurer sa fréquence.
> Consigner les protocoles et les résultats dans votre cahier.
 Appeler le professeur.
1. Etude de l’impédance d’un poste téléphonique
Dans cette partie, nous cherchons à comprendre le fonctionnement du poste
téléphonique.
TEL.
a. Recopier et compléter le schéma ci-contre de
R
manière à mesurer les valeurs efficaces des
ondulations :
> de la tension aux bornes du combiné
GBF
> de la tension aux bornes de la résistance.
Préciser le réglage des multimètres.
offset : 10V
Pourquoi faut-il prendre un offset ?
Vpp : 2V.
b. Réaliser le montage ci-contre en prenant R = 1kΩ (boite à résistance). Choisir une
tension sinusoïdale de 500Hz.
c. Le combiné est raccroché.
- Mesurer le courant dans la ligne. En déduire l’impédance du téléphone pour le
continu.
d. Le combiné est décroché.
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- Diminuer puis augmenter la valeur de R pour permettre la prise de ligne.
- Mettre l’oreille dans le combiné. Faire varier la fréquence et écouter.
Prendre f = 500Hz :
- Mesurer la valeur moyenne IMOY du courant et UMOY de la tension aux bornes du
combiné. En déduire l’impédance en continu du combiné décroché.
- Mesurer la valeur efficace IEFF du courant et UEFF de la tension aux bornes du
combiné. En déduire l’impédance du combiné à la fréquence 500Hz.
- Faire varier la fréquence et faire les mesures permettant de relever l’évolution de
l’impédance du combiné en fonction de la fréquence (f varie de 70Hz à 4kHz).
Consigner les résultats dans un tableau.
e. Exploitation
Tracer la courbe donnant l’évolution de l’impédance en fonction de la fréquence.
Pour quelle fréquence l’impédance est-elle maximale ? Donner sa valeur.
2. Etude du signal DTMF
Dans cette partie on étudie le signal émis lors de l’appui d’une touche sur le clavier
numérique (signal DTMF).
a. A l’aide de l’autocommutateur et de deux postes téléphoniques, rédiger le
protocole permettant de mettre les deux téléphones en communication et de
visualiser la tension de ligne. Faire le schéma.
 Appeler le professeur.
b. Réaliser câblage. Par une méthode de votre choix, maintenir la touche « 7 »
enfoncée de manière à émettre un signal sonore continûment sur la ligne.
remarque : certains postes téléphoniques ne permettent pas d’émettre continûment
lors de l’appui d’une touche. Choisir donc le bon poste.
c. Visualiser la tension de ligne. Le signal est-il sinusoïdal ? Mesurer sa valeur crête
à crête. Mesurer sa valeur efficace.
d. Analyse spectrale. A l’aide de l’interface FFT de l’oscilloscope visualiser le spectre
d’amplitude du signal.
Réglages recommandées : fréquence d’échantillonnage 5kS/s, fenêtre type Haning.
Combien de raies sont présentes dans ce spectre ? Le relever. Mesurer la fréquence
et l’amplitude des raies (en dBv, puis en valeur efficace).
e. Exploitation
Amplitudes efficaces. On rappelle que les carrées des valeurs efficaces des
composantes spectrales d’un signal sont additifs. Vérifier cette propriété à l’aide de
vos mesures.
Fréquences. Pouvait-on prévoir la fréquence des raies ? Justifier les valeurs
mesurées.
f. Toujours en mode FFT. Modifier la touche du clavier : « 7 » puis « 8 » puis « 9 ».
Comment se déplacent les raies du spectre ? Commenter brièvement.
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3. Emission d’un signal par le téléphone.
Dans cette partie on s’intéresse à l’émission d’un signal par le téléphone.
Le poste téléphonique est alimenté par un GBF METRIX émettant une tension
continue de 10V précisément. L’impédance interne du GBF est de 50Ω.
a. Faire le schéma du montage permettant, tout en alimentant le poste par une
tension continue de 10V, de visualiser la modification de tension résultant de
l’émission d’un signal par le combiné.
Expliquer pourquoi il est nécessaire de prendre un générateur possédant un
résistance interne.
 Appeler le professeur.
b. Faire le montage. Mesurer la tension délivrée par le GBF : (1) à vide, (2) combiné
raccroché puis (3) combiné décroché. Présenter les résultats dans un tableau.
Comment expliquer la chute de tension observée lorsque l’on décroche le combiné ?
A l’aide de vos mesures, déterminer par le calcul la résistance du poste téléphonique
pour le continu. (On pourra d’aider d’un schéma équivalent et poser quelques lignes
de calculs).
 Appeler le professeur.
c. On souhaite visualiser le signal de ligne lorsque l’on appui sur une touche du
clavier.
- Régler l’oscilloscope de manière à visualiser la tension de ligne. Quelles
précautions doit-on prendre ? Expliquer.
- Appuyer sur la touche « 7 » du clavier. Essayer de faire une analyse spectrale du
signal.
remarque : la durée du signal est brève, aussi il est nécessaire de régler
correctement la base de temps. Pour cela, ne pas hésiter à déplacer la position du
pré déclenchement (« PRETRIG ») avec le curseur.
Une fois que vous êtes parvenu à visualiser le spectre du signal, noter
consciencieusement les réglages de l’oscilloscope et appeler le professeur.
d. A présent, on souhaite non pas visualiser le signal émis par un téléphone lorsque
l’on appuie sur une touche, mais directement le signal d’une véritable conversation
téléphonique. On conserve par contre le montage précédent.
- Parler dans le téléphone et visualiser le signal de ligne.
- Proposer un protocole permettant d’émettre un signal de fréquence connue et de
visualiser le signal transmis sur la ligne en validant le bon fonctionnement du poste
téléphonique.
 Appeler le professeur.
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RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE TP N°2
ELECTRONIQUE PHYSIQUE
ETUDE DE L’AUTOCOMMUTATEUR
0. Lecture de la documentation du décodeur DTMF.
a. Donner la référence du circuit réalisant le décodage du signal DTMF. Expliquer
brièvement son fonctionnement.
b. Démonter le boîtier de l’autocommutateur (hors tension !) et repérer le décodeur.
c. À l’aide de la documentation, expliquer le rôle des broches 11 à 14 et de la broche
16.
d. Donner l’état des broches précédentes lorsque le signal DTMF de la touche « 7 »
est présent sur la ligne.
1. Etude du fonctionnement du décodeur DTMF.
Dans cette partie on étudie le fonctionnement du décodeur DTMF au cours d’une
communication téléphonique.
On se place dans la configuration suivante :
> un poste A, connecté à la ligne 2 de l’autocommutateur appelle un poste B,
connecté à la ligne 3 de l’autocommutateur. Il s’agit donc de simuler une
communication interne.
On se place dans le cas où la communication est établie entre les postes A et B.
On s’intéresse au fonctionnement du décodeur DTMF au cours d’une communication.
a. Proposer un protocole expérimental permettant de visualiser le signal sur la
broche 1 « IN+ » du décodeur DTMF au cours d’une communication.
remarque : on pendra un soin particulier en manipulant la pince à CI de manière à
ne pas faire de court-circuit.
b. Visualiser le signal sur la broche 1 sur la ligne lorsque on appuie continûment sur
la touche « 4 ».
c. Faire l’analyse spectrale du signal. Relever les fréquences particulières.
Commenter.
d. On veut visualiser le signal présent sur la broche 12 « Q2 » du décodeur. Prévoir
l’état de cette broche. Mesurer et valider.
e. Etablir le protocole de permettant de tester le bon fonctionnement de la broche 12.
 Appeler le professeur pour valider votre protocole de test.
- Valider le fonctionnement de la broche 12.
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f. Visualiser le signal sur la broche 16. Valider le fonctionnement de la broche en
envoyant des signaux DTMF.
2. Analyse d’un signal DTMF « La touche mystère ».
Un signal sonore a été enregistré sur un lecteur MP3 (fichiers son01.wav). Ce signal
sonore est correspond à un code DTMF.
Le but de cette partie est d’identifier la touche du clavier correspondant à ce son.
a. Brancher le lecteur MP3 au haut parleur (utiliser les connectiques adaptées). Faire
jouer le fichier son01.wav et l’écouter en boucle.
Identification grâce à une analyse spectrale.
b. On souhaite identifier la touche mystère.
- Proposer un protocole expérimental utilisant uniquement un combiné téléphonique,
un GBF, le boîtier d’interfaçage et un oscilloscope avec module FFT.
remarque : penser à utiliser le TP précédent sur les postes téléphoniques.
 Appeler le professeur.
- Mettre en œuvre le protocole et identifier la touche à l’aide du code DTMF.
c. Identification à l’aide du décodeur DTMF
On décide d’appliquer le signal DTMF sur le microphone d’un poste téléphonique A
en communication avec un poste B.
- Proposer un protocole expérimental permettant d’identifier le signal signal DTMF à
l’aide du décodeur DTMF.
- Relever l’état des broches Q1 à Q4. En déduire le code de la touche.
Utilisation du son (son01.wav) pour composer un numéro.
d. Raccrocher les deux téléphones.
Démontrer le bon fonctionnement du décodeur DTMF en établissant la
communication entre deux postes reliés à l’autocommutateur sans appuyer sur une
touche du clavier.
 Appeler le professeur.
3. Caractéristiques fréquentielles du décodeur DTMF.
Dans cette partie on s’intéresse à la tolérance en fréquence du décodeur :
on va appliquer sur la ligne téléphonique un « faux » signal DTMF dont les
fréquences ne sont pas exactement celles décrites par la norme. Quelle sera la plage
de fréquence pour laquelle le signal DTMF sera encore correctement interprété par le
décodeur ?
a. Rechercher dans la documentation constructeur, la caractéristique _ _ _ _. Quelle
est sa valeur ? Quelle est sa signification ?
b. Etude pratique
- Etablir une communication privée entre poste téléphoniques, en utilisant le boîtier
l’interfaçage.
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- Faire jouer les fichiers son01.wav son02.wav, …, son08.wav en envoyant le son sur
sur le microphone de l’un des combinés téléphoniques. Relever la tension de ligne
durant la diffusion de ces sons. Identifier la nature de ces sons en analysant leur
spectre (module FFT de l’oscilloscope). Expliciter les méthodes sur votre cahier.
- Faire jouer les fichiers à nouveau. Relever le niveau des broches Q1 et ESH du
décodeur.
- Recopier et compléter le tableau suivant :
fichiers
son01.wav
son02.wav
…
fréquences : f1
f2
touche
état Q1
état ESH
 Appeler le professeur.
c. Etude théorique
- Donner l’allure des spectres des signaux DTMF des touches « 4 » et « 5 ». En quoi
différent-ils ?
- D’après la documentation, dans quelle plage de valeurs doivent être comprises les
fréquences du code DTMF afin que l’on soit sûr que le décodeur assimile le signal
avec la touche 5 ?
- D’après la documentation, en dehors de quelle plage doit se situer la plus haute
des fréquences du signal DTMF afin que l’on soit sûr que le décodeur DTMF
n’assimile pas le signal avec la touche 5 ?
d. Validation des spécifications du constructeur.
- Valide-t-on la tolérance d’acceptation du code ? Justifier à l’aide de vos mesures.
- Peut-on valider la tolérance de réjection du code ? Justifier.
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RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE TP N°3
ELECTRONIQUE PHYSIQUE
ETUDE DU CIRCUIT LM567
0.
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RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE TP N°1
ELECTRONIQUE PHYSIQUE
Préparation
1. Protocole de mesure : mesure d’impédance.
dipôle
d’impédance
Z
On souhaite mesurer l’impédance Z d’un dipôle inconnu.
On dispose d’un GBF, d’une boite à résistance variable et deux multimètres.
Décrire le protocole expérimental permettant de relever l’impédance du dipôle en
fonction de la fréquence. Faire le schéma en faisant figurer le branchement des
appareils de mesure. Préciser leurs réglages.
2. Analyse spectrale d’un signal DTMF
CODE DTMF
A l’aide de la table ci-contre, tracer l’allure
du spectre d’amplitude du signal présent sur 697 Hz
la paire torsadée en sorti du combiné 770 Hz
lorsque l’utilisateur appuie sur la touche 852 Hz
« 7 » du clavier.
941 Hz
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
1
2
3
A
4
5
6
B
7
8
9
C
*
0
#
D
3. Modélisation électrique d’un poste téléphonique
Recopier le texte suivant sur votre cahier en le complétant à l’aide des mots
suivants :
fermé, ouvert, nul, voltage, courant, résistance,
impédance, 50V, 880Hz, 440Hz, sinusoïdal, rectangulaire, carré.
Lorsque le téléphone est raccroché, le courant dans la paire différentielle est _ _ _ _.
Ainsi, pour le continu, le téléphone se comporte comme un interrupteur _ _ _ _.
Lorsque le téléphone est raccroché, la tension différentielle est d’environ _ _ _ _ .
Avec une ligne publique, lorsque l’on décroche le téléphone, la tonalité est un signal
_ _ _ _ de fréquence _ _ _ _. Lorsqu’un utilisateur parle dans le combiné du poste A
ou appuie sur une touche du clavier, le _ _ _ _ dans la ligne est modifié.
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RESEAU TELEPHONIQUE COMMUTE TP N°1
ELECTRONIQUE PHYSIQUE
Test de fin de séance
1.
10/12
CORRECTION
MESURES SUR LES LIGNES TELEPHONIQUES
0. Mesures préliminaires
poste
téléphonique
AUTOCOM
boîtier
d’interfaçage
a. Recopier le schéma ci-dessus en ajoutant l’appareil permettant de visualiser la
tension différentielle dans la paire torsadée.
b. Réaliser le montage en connectant le poste téléphonique sur la voie L2 de
l’autocommutateur. Puis :
> Combiné raccroché, visualiser la tension de ligne. Mesurer sa valeur moyenne.
> Combiné décroché, visualiser la tension de ligne. Mesurer sa valeur moyenne.
Visualiser l’ondulation. Mesurer sa fréquence.
 Appeler le professeur.
raccroché : tension ligne = 48V, courant nul.
décroché : tension ligne = 48V continu. Fréquence 400Hz (car réseau local)
1. Etude de l’impédance d’un poste téléphonique
Dans cette partie, nous cherchons à comprendre le fonctionnement du poste
téléphonique.
TEL.
a. Recopier et compléter le schéma ci-contre de
R
manière à mesurer les valeurs efficaces des
ondulations :
> de la tension aux bornes du combiné
GBF
> de la tension aux bornes de la résistance.
Préciser le réglage des multimètres.
offset : 10V
Vpp : 2V.
b. Réaliser le montage ci-contre en prenant R =
1kΩ (boite à résistance). Choisir une tension sinusoïdale de 500Hz.
c. Le combiné est raccroché.
- Mesurer le courant dans la ligne. En déduire l’impédance du téléphone pour le
continu.
d. Le combiné est décroché.
- Mettre l’oreille dans le combiné. Faire varier la fréquence et écouter.
Prendre f = 500Hz :
- Mesurer la valeur moyenne IMOY du courant et UMOY de la tension aux bornes du
combiné. En déduire l’impédance en continu du combiné décroché.
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- Mesurer la valeur efficace IEFF du courant et UEFF de la tension aux bornes du
combiné. En déduire l’impédance du combiné à la fréquence 500Hz.
- Faire varier la fréquence et faire les mesures permettant de relever l’évolution de
l’impédance du combiné en fonction de la fréquence (f varie de 70Hz à 4kHz).
Consigner les résultats dans un tableau.
e. Exploitation
Tracer la courbe donnant l’évolution de l’impédance en fonction de la fréquence.
Pour quelle fréquence l’impédance est-elle minimale ? Donner sa valeur.
2. Etude du signal DTMF
Dans cette partie on étudie le signal émis lors de l’appui d’une touche sur le clavier
numérique (signal DTMF).
a. A l’aide de l’autocommutateur et de deux postes téléphoniques, rédiger le
protocole permettant de mettre les deux téléphones en communication et de
visualiser la tension de ligne. Faire le schéma.
 Appeler le professeur.
b.
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