Questionnaire de TP

TP télécom Emetteur AM
questionnaire de TP
Questionnaire de TP
partie I :
Emetteur AM par faisceau infra-rouge
(deux séances de TP)
Plan du document
1La mise en forme du signal modulant................................................................................................ 2
2L'oscillateur........................................................................................................................................ 2
3Le multiplieur..................................................................................................................................... 2
4La conversion tension/courant............................................................................................................3
Equipe enseignante :
M.AIME
A.BOYER
JY. FOURNIOLS
J.HENAUT
J.LUBIN
T.ROCACHER
QuestionnaireTP_emetteur_2010.odt
INSA Toulouse 2010-2011
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1 La mise en forme du signal modulant
Q1 - Câbler le montage permettant d'obtenir le signal attendu à la sortie de la fonction “Traitement
information”. Pour cela, on s'aidera du tableau de synthèse de la préparation et de la notice sur
l'utilisation de la maquette de modulation AM (disponible en salle de TP).
Q2 – Tester le montage et vérifier le signal obtenu. Vérifier en particulier la bande passante à -3dB
de 100Hz à 4kHz.
2 L'oscillateur
Q3 - Câbler le montage. L'oscillateur à quartz utilise une porte inverseuse (inclue dans le compteur
CD4060), ainsi qu'un montage en π , formé par le quartz, une résistance de forte valeur et deux
condensateurs de faible valeur. On prendre C6 = C7 = 33pF, R10 = 1 MΩ.
Q4 – Vérifier la fréquence de V3(t). Observer son spectre et vérifier que l'on obtient bien la
décomposition de Fourier attendue.
Q5 – Mettre en place le filtre L-C si ce n'est pas déjà fait, puis ajuster la self (inductance) de
manière à isoler le fondamental avec l'amplitude la plus grande (résonance).
Q6 – Opérer les réglages nécessaires pour obtenir le signal attendu en sortie.
3 Le multiplieur
Q7 - Câbler le montage.
Q8 – Vérifier le signal en sortie de carte, notamment l'indice de modulation et l'amplification
moyenne du signal.
Q9- Observer le spectre du signal de sortie -s(t)- , et vérifier qu'il est conforme à la théorie.
Q10- Modifier la fréquence du modulant (passer à 4 kHz) et observer l'effet sur le spectre.
Q11- Augmenter l'indice de modulation et observer l'effet sur le spectre. Expliquer.
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4 La conversion tension/courant
Cette fonction a pour but d'obtenir un courant qui est à l'image
de la tension s(t). Ceci est nécessaire car le média utilisé est
une LED infra-rouge, qui produit un éclairement
proportionnel au courant qui la traverse. Cet éclairement est
ensuite capté par une photo-diode qui opère la transformation
inverse à savoir l'obtention d'un courant (très faible) image de
l'éclairement reçu.
i(t)
s(t)
i(t) = d.s(t) + e
Conversion tension / courant
Cette opération est matérialisée par un montage à transistor.
vbe
Nous allons analyser simplement ce
montage en deux temps : d'abord lorsque
s(t) = 0, ensuite lorsque s(t) est le signal
modulé AM.
A savoir :
vbe = cste = 0,6V
Le courant qui traverse D1 (LED IR)
est égal au courant qui traverse R4
4.1 Analyse pour s(t) = 0 (tensions continues)
Q12 Que peut-on dire du courant qui traverse C1 ? En déduire le courant qui traverse R1 (les
courants d'entrée de l'ALI sont nuls). En déduire la tension continue v+0.
Q13 Combien vaut la tension continue vb0 ? En déduire la tension ve0 , sachant que la tension vbe
vaut 0,6V.
Q14 On suppose que R4 a pour valeur 180Ω . Calculer le courant continu i0. En déduire la valeur
de e dans la formule i(t) = d.s(t) + e.
Q15 Calculer la puissance dissipée par R4. Doit-on prendre une résistance R4 de 250mW ou
500mW?
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4.2 Analyse pour s(t) = A{1+α.m(t)}.cos(2.π.fP.t )
Si la fréquence de coupure du filtre passe-haut R1-C1 est très basse devant la fréquence de s(t), on
peut montrer (cela sort du cadre du TP), que s(t) se superpose à toutes les tensions déjà présentes.
Plus précisément, v+(t) = v+0 + s(t), vb(t) = vb0 + s(t) et enfin, ve(t) = ve0 + s(t).
Q16 En déduire le paramètre d de l'expression i(t) = d.s(t) + e.
Q17 Proposer une valeur pour R1, sachant que C1 = 12nF. On considère que la fréquence de
coupure du filtre doit être 100 fois plus basse que la plus petite des fréquences du signal s(t).
Q18 Câbler le montage et vérifier la tension ve(t). Attention : penser à brancher la LED IR du banc
optique, la LED IR est placée sur la partie mobile du banc.
Q19 Approcher la LED IR et la photodiode à une distance de 10cm environ. Insérer un résistance
de 470kΩ dans le connecteur de la photodiode et observer la tension à l'oscilloscope. Vérifier sa
forme temporelle et son spectre.
Q20 Eloignez la LED IR de 50 cm puis mesurer l'amplitude du signal reçu (on pourra mettre en
oeuvre toute sortes de filtres passe-bas analogique ou numérique incorporés dans l'oscilloscope). Ce
résultat vous servira de base pour l'étude et la réalisation de la partie réception.
Questions subsidiaires
Affiner l'étage de traitement du modulant par un filtre passe-bas à 4 kHz, du premier ordre, puis du
second ordre.
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