Etude d`un préamplificateur pour microphone à transistors
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Contrôle n°1 , Avril 2009 3IMACS – BE électronique Durée 1h30 Aucun document autorisé Calculatrice autorisée Barème donné à titre indicatif (peut évoluer légèrement) NB: Lorsqu'on demande de déterminer une grandeur, on fera systématiquement un développement littéral puis numérique à la fin. NB: Pour l'ensemble du sujet, concernant les transistors : ib C Si Ic0 (courant de collecteur de repos) est B vbe rπ ic =. ib positif (transistor passant) : rπ = uT / Ib0 uT = 25mV Vbe0 = 0,6V vce E Caractéristiques des transistors ( identiques): β = 100 Vcesat = 0,2V Toutes les tensions sont référencées à la masse Etude d'un préamplificateur pour microphone à transistors Cahier des charges : Préamplificateur prévu pour un microphone ayant une impédance interne de : 1kΩ. Impédance de charge prévue : 1kΩ Gain en charge (impédance d'entrée du microphone de 1kΩ. et charge de 1kΩ : 40dB +/- 3dB Amplitude maximale de sortie : mieux que 770 mVeff Niveau de tension du microphone : 7,70 mVeff Schéma proposé : controle_1_2009.odt 1/2 Etude du montage collecteur commun 1. Si l'on admet que la tension continue de base de Q1 est effectivement 6.7V (voir schéma), vérifier les valeurs (par calcul) de la tension continue d'émetteur ainsi que du courant continu de circulant dans la résistance R. 2. Déterminer puis calculer le courant continu de base de Q1. 3. Déterminer puis calculer l'impédance dynamique d'entrée, Re1, de ce montage (vue depuis la base de Q1). Pour cela, on ne fera aucune approximation. Le condensateur de sortie sera considéré comme un fil à la fréquence de travail. 4. Déterminer puis calculer l'amplification en charge, de cet étage, Av1. 5. Tracer alors le schéma équivalent dynamique du montage, faisant apparaître Re1, Av1, Rch. NB: dans ce cas, l'impédance de sortie n'apparaît pas, puisque Av1 a directement été défini pour la résistance Rch. 6. Déterminer les tensions de blocage et de saturation. Sont-elles compatibles avec le cahier des charges ? Etude du montage émetteur commun On considère le montage autour de Q2, à vide (Q1 non relié). 7. D'après les données des courants fournies sur le schéma, que peut on dire du courant circulant dans le pont R1-R2 vis à vis du courant absorbé par Q2 ? 8. Recalculer alors toutes les tensions et tous les courants de repos du montage et vérifier que les valeurs sont bien en adéquations avec ce qui est donné sur le schéma. Si ce n'est pas le cas, si des différences non négligeables sont constatées pour certaines valeurs, proposez une explication. 9. D'après la question 2, que peut-on dire du potentiel continu du collecteur de Q2, lorsqu'on branchera Q1 ? 10. Déterminer puis calculer l'amplification dynamique Av2, du montage, en considérant que Rg vaut 0 et que Q1 n'est pas branché (amplification à vide). Là encore, les condensateurs seront considérés comme des fils (court-circuits). On ne fera aucune approximation. 11. Déterminer puis calculer l'impédance d'entrée dynamique du montage 12. Déterminer puis calculer l'impédance de sortie dynamique du montage. Etude dynamique du montage complet 13. A partir des questions 5, 10, 11 et 12, tracer le schéma équivalent dynamique complet du préamplificateur. On fera apparaître la tension e du microphone ainsi que sa résistance Rg interne. 14. En déduire l'expression et la valeur de l'amplification du montage en charge et vérifier l'adéquation avec le cahier des charges RAPPELS : • • impédance de sortie d'un montage : Elle se calcule en deux temps, d'abord la détermination de la tension de sortie à vide (vs0), puis le courant de sortie, charge en courtcircuit (iscc). Ensuite, on détermine la résistance en opérant le rapport Rs = vs0 / iscc. Valeur efficace pour une sinusoïde(et uniquement dans ce cas!!!): Veff = Vmax / √(2) controle_1_2009.odt 2/2
