Dans cette séance on cherche à transmettre un signal (sinusoïdal

Spé Chp 4 Chaîne émission-réception 841054875
TP-Cours Physique [Produire des signaux ] 25/04/2007 17:42
Elève 1/2
1 Réception : sélection du canal
1.1 Necessité d'un circuit de sélection
L'onde électromagnétique reçue par l'antenne est une superposition d'ondes sinusoïdales dont les
fréquences sont réparties autour des fréquences porteuses des différentes radios.
¤ Sur le schéma ci-dessous représenter l'allure de l'onde reçue par une antenne (3 radios
émettent, leurs bandes passantes sont égales)
L'antenne est parcourue par un courant superposition de courants sinusoïdaux à ces fréquences.
On veut sélectionner une des radios : il faut éliminer les fréquences autres que celles dans la
bande passante autour de la fréquence porteuse de cette radio.
1.2 Filtre passe bande : présentation
L'antenne est reliée à un dipôle constitué d'une bobine et d'un
condensateur montés en parallèle, et modélisés par une inductance pure et
un condensateur.
On utilise la tension u aux bornes de ce dipôle.
On appelle fréquence de résonance (ou fréquence d'accord) f0 =
Error!
On observe que pour des fréquences petites ou grandes devant f0, la tension u est faible, et qu'elle
passe par un maximum pour f0.
1.3 Etude expérimentale
¤ Déterminer la fréquence de résonance du circuit passe-
bande utilisé dans le montage ci-dessous.
………………
¤ Comment à partir de ce montage réaliser l'étude
expérimentale de la relation en fonction de f, fréquence du
signal ?
…………….
¤ Compléter le montage ci-dessus, de façon à visualiser à l'oscilloscope la tension fournie ug par
le GBF et la tension u aux bornes du dipôle LC.
¤ Réaliser le montage L = 4,7 mH ; C = 1,0 F ; R = 100  ; GBF : signal sinusoïdal ; f = 2,5
kHz ; Ugm = 4,0 V
f (Hz)
Amplitude
I
CLu
CL

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Elève 2/2
$ Etudier expérimentalement la relation Um en fonction de f, fréquence du signal, en conservant
Ugm constante.
f (kHz)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Um (V)
¤ Tracer la courbe (échelles 1 kHz  2 cm ; 1 v  5 cm)
¤ Vérifier la fréquence de résonance et justifier le nom de "passe bande" pour la tension.
…………….
…………
¤ Justifier le nom de "circuit bouchon" pour l'intensité.
……………..
……………….
1.4 Choix de L et C
On veut sélectionner une radio ayant une porteuse de fréquence fp et de largeur de bande 2 fS
(radios commerciales fp # 100 Mhz ; fS # 5 kHz)
¤ Il faut que L ou C soit réglable, de façon à ce que ………………
¤ La bande passante du filtre doit être suffisamment grande pour ………..
¤ Elle doit être suffisamment petite pour …………………
2 La chaîne émission-réception (rédiger sur feuille séparée)
2.1 Emission
Dessiner la chaîne d'émission à partir des éléments suivants (vous pouvez utiliser plusieurs fois
certains d'entre eux):
2.2 Réception
Dessiner la chaîne de réception à partir des éléments suivants
antenne amplificateur
Amp
CLC' R' C R
Haut-parleur
microphone
X
multiplieur
+
additionneur
oscillateur
HF
antenne
amplificateur
Amp

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Professeur 1/2
Matériel :
Par binôme : GBF ; un oscilloscope ; Plaque P60 ; R = 100 ohm ; C = 1,0 F
Pour une question de temps, ce chapitre a la forme d'un cours polycopié, et de questions dont les
réponses sont à rédiger sur la feuille polycopiée, sauf la constitution des chaînes.
1 Réception : sélection du canal
1.1 Nécessité d'un circuit de sélection
Buts de cette partie :
Réinvestir les notions de spectre d'un signal modulé (en élargissant à un signal plus complexe
qu'un signal sinusoïdal) et de bande passante
Permet de rappeler que les porteuses doivent être au moins séparées par la largeur des bandes
passantes.
Parler du cas d'un signal modulant non sinusoïdal : superposition de signaux sinusoïdaux.
1.2 Filtre passe bande : présentation
La définition donnée pour la résonance est vague, mais avec le circuit de réception radio on n'est
pas dans un cas simple : ni celui d'un courant d'amplitude constante en fonction de la fréquence,
ni celui du circuit étudié expérimentalement dans le paragraphe suivant.
1.3 Etude expérimentale
Buts de cette partie :
Etude expérimentale (bien que cette étude citée dans les contenus ne soit pas reprise dans les
savoirs faire exigibles).
Savoir que le filtre passe bande pour la tension est un circuit bouchon pour l'intensité.
Menée avec l'oscilloscope, l'étude est peu précise, mais évite les problèmesde valeurs efficaces..
Il serait préférable d'utiliser une échelle logarithmique pour la fréquence, mais la partie est déjà
suffisamment difficile pour les élèves.
f0 = 2,1 kHz
f (kHz)
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Um (V)
1,5
1,75
2,0
2,0
2,0
1,75
1,5
1,3
Le nom de circuit bouchon : pour des fréquences voisines de la fréquence de résonance,
l'intensité du courant entrant dans le dipôle est faible. Difficile à justifier proprement ;
expérimentalement il faudrait mesurer la tension aux bornes de R.
1.4 Choix de L et C
Buts de cette partie :
Utilité du dipôle pour la sélection d'une tension modulée.
La fréquence de résonance doit être égale à celle de la porteuse de la radio, ce qui impose une
relation entre L et C : fp =
Error!
La bande passante du filtre doit être assez grande pour que les fréquences de la bande passante
ne soient pas atténuées.
Elle doit être assez petite pour que les fréquences de la bande passante des radios voisines soient
très atténuées.
2 Chaîne émission réception
Buts de cette partie :

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Professeur 2/2
Association de ce dipôle et d'une antenne pour la réception d'un signal modulé en
amplitude
Réalisation d'un récepteur radion en modulation d'amplitude.
(Réaliser un montage, à partir d'un schéma, associant les divers modules nécessaires à la
réalisation d'un récepteur radio. )
On se contente de faire réfléchir sur l'organisation des différents blocs. Pour la partie émission, il
y a des nouveautés par rapport au chapitre consacré à la modulation : utilisation d'un micro au
lieu d'un GBF pour le signal modulant ; du coup il faut un additionneur pour ajouter une tension
constante (pas de bouton de décalage !) ; il faut amplifier le signal provenant du micro et celui
sortant du multiplieur.
On passe sous silence que les différences entre amplificateur de gain > 1 et amplificateur de
puissance.
Pour la réception il faut adjoindre l'antenne et le circuit passe-bande au schéma vu dans le
chapitre sur la démodulation, et amplifier le signal d'antenne et le signal démodulé, avant le HP.
Faire remonter l'ensemble par les élèves serait beaucoup trop long.