caracterisation d`un amplificateur de tension

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CARACTERISATION D’UN AMPLIFICATEUR DE TENSION
On se propose dans ce TP d'étudier un filtre actif dont le modèle ( pointillés ) est le suivant :
Le TP consiste à déterminer la résistance d’entrée Re, la résistance de sortie Rs, la tension d’offset Vd ainsi
que les caractéristiques de la fonction de transfert H(j).
1. Préparation :
On considère un filtre de fonction de transfert :
0
0
0
jQ1
H
)j(H
 Quelle est la nature de ce filtre ?
 Pour quelle pulsation son gain G = H(j)est-il maximal ? Comment s’appelle cette pulsation ?
 Quelle est à cette pulsation la valeur du gain ?
 Quelle est à cette pulsation la valeur du déphasage entre le signal de sortie et le signal d’entrée ?
 Comment se manifeste cette propriété à l’oscilloscope :
 En mode temporel ?
 En mode XY ?
 Calculer les pulsations de coupure du filtre 1 et 2 puis la bande passante = 1 - 2.
 Exprimer ce dernier résultat en fonction de Q et 0.
2. Matériel :
Vous disposez : d’une maquette d’ampli ; d’un voltmètre ; d’un générateur basse fréquence ; d’un oscillos-
cope ( pouvant remplacer le voltmètre ); d’une alim 15V, d’une boite de résistances AOIP ; d’un ordinateur
contenant le fichier Excel Bode_TP
3. Etude en régime permanent sinusoïdal :
On veillera toujours à rester dans le domaine linéaire, c’est à dire à éviter les saturations.
2.1.Mesure de Vd :
 Eteindre le générateur – ie remplacer par un court circuit - et mesurer s(t) en sortie ouverte.
 Quelle est la valeur de Vd ? Quel est son nom ?
2.2.Mesure de l’impédance d’entrée :
a) Principe de la méthode de déviation moitié :
On considère le schéma ci-contre, représentant l’entrée du montage :
 Lorsque R = 0, le voltmètre mesure une tension E1 ;
e(t)
Re
Vd
H(j).e
Rs
s(t)
R
E1 V Re

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 Lorsque R = Re ; le voltmètre mesure une tension E1/2.
b) Mise en œuvre :
Le générateur délivre une tension sinusoïdale de fréquence f  1 kHz.
 Placer en sortie une résistance Ru = 10 k.
 Placer entre le générateur et l’entrée du filtre des boites de résistances réglables R, ainsi qu’un volt-
mètre V.
 Appliquer la méthode de déviation moitié à l’entrée et en déduire Re.
2.3. Mesure de l’impédance de sortie :
 Mettre l’entrée de l’ampli à la masse et placer en sortie une résistance R réglable.
 Quelles sont les tensions mesurées lorsque R est infinie ? Lorsque R = RS ?
 Mesurer grace à cette méthode de déviation moitié la résistanceRs.
2.4. Mesures des paramètres de la fonction de transfert :
 Grâce à une étude fréquentielle rapide, confirmer la nature du filtrage en utilisant l’oscilloscope.
Comment s’écrit la fonction de transfert ?
 Mesurer les trois grandeurs caractéristiques de ce type de filtre ( on indiquera la méthode ).
2.5. Diagramme de Bode en gain :
 Allumer l’ordinateur et charger sous Excel le fichier Bode_TP.xls du répertoire PSI.
 Mesurer pour différentes fréquences bien choisies la tension de sortie ; la courbe de gain HdB = f (log
( f/f0) ) ou f0 est une fréquence à préciser, est tracée directement.
 Proposer une modélisation de H(j).
4. Etude en régime indiciel :
Le générateur délivre un signal créneau de fréquence faible.
 Visualiser le signal de sortie.
 Justifier sa forme.
 Mesurer grâce à ce signal deux grandeurs caractéristiques du filtre ; comparer à la détermination de
1.4.
5. Filtrage de signaux :
Dans chacun des cas suivants, visualiser, décrire et justifier l’allure du signal de sortie :
a) Le générateur délivre un signal carré de fréquence f0.
b) Le générateur délivre un signal carré de fréquence f0/3.
c) Le générateur délivre un signal triangulaire de fréquence f0.
d) Le générateur délivre un signal triangulaire de fréquence f0/3.
On utilisera les décompositions de signaux en série de Fourier.