CARACTERISATION D’UN AMPLIFICATEUR DE TENSION On se propose dans ce TP d'étudier un filtre actif dont le modèle ( pointillés ) est le suivant : H(j).e e(t) Rs Re s(t) Vd Le TP consiste à déterminer la résistance d’entrée R e, 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 : H( j) H0 1 jQ 0 0 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 oscilloscope ( 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 E 1 ; 1 R E1 V Re 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 voltmètre 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 f 0. b) Le générateur délivre un signal carré de fréquence f 0/3. c) Le générateur délivre un signal triangulaire de fréquence f 0. d) Le générateur délivre un signal triangulaire de fréquence f0/3. On utilisera les décompositions de signaux en série de Fourier. 2