Manipulation n° 3. Circuit intégrés de multiplication
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1. kMT et de on supposera que le sommet de chaque impulsion demeure constant et que la d croissance de la tension pendant la dur e T 40 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s est enti rement report e sur le d but de l impulsion suivante En d duire sa transmittance en calculant la TF Hp j de hP en utilisant le th or me du retard et la somme d une s rie n en n l g om trique suppos e convergente yu u s k 0 z si lu lt 1 et n gt 1 4 1 T sin fT T 1 aexp j2n f T e T IT En d duire qu elle s crit H P f en r gime sinuso dal que le d nominateur de la derni re fraction est p riodique en f et que son module passe par un minimum d autant plus proche de z ro que amp est proche de 1 Pour quelles valeurs de f Calculer les valeurs maximale et minimale de T 1 et leur rapport A N T 1 ms M 8 R 48kQ C C 0 1 t 1 exp j2r fT uF t RC 5 2 3 R ponse des filtres LTC1064 3 et LTC1064 4 2 m s ance D apr s les courbes de r ponse donn es en annexe dans les documentations retracer les modules des transmittances en fonction du rapport f fe o f 95 kHz pour le LTC1064 3 et fe 100 kHz courbe C pour le LTC1064 4 5 3 Mesures 5 3 1 Etude de la sinuso de chantillonn e bloqu e maquette n 1 Mettre sur l entr e horloge n 12. sym trique corriger ventuellement le 0 du g n rateur avec le r glage d offset mesurer son amplitude cr te attention au r glage de la sonde d oscilloscope Observer ensuite W en fonction de l autre tension en mode X Y et mesurer les pentes Faire 3 mesures de ce type pour plusieurs amplitude du signal carr et en d duire la XI Y constante U en volt du multiplieur dans l expression W c Imposer des tensions X et Y sinuso dales de fr quences fx et fy de 100 kHz 1 MHz Observer ensuite le spectre de W l aide de la fonction math matique FFT de l oscilloscope voir le mode d emploi en annexe du TP avec la loupe x10 Mesurer la fr quence des 2 pics principaux f et f en variant fy puis fy En d duire les relations existant entre f et f vis vis de fy et fy d R aliser la fonction l vation au carr en faisant XI Y avec un seul g n rateur en r gime sinuso dal Observer la r ponse en mode XY De quelle courbe s agit il Observer le spectre et en d duire la relation entre la fr quence de X et celle de la sortie W dans ce cas 3 3 2 Fonction racine carr e Cabler la fonction racine carr e comme sur le sch ma suivant en mettant S X Y 0 c est dire la masse et galement Z 0 Observer la courbe de r ponse en mode XY pour une tension d entr e triangulaire sur Z 2 Conclusion Travaux Pratiques d lectronique 23 P Muret 3 3 3 Application de la
3. 4 494 V J 00000 nes Si Code binaire final 2 2 Tracer pour l exemple pr c dant l volution de Vn en fonction du temps en consid rant que la dur e d un cycle vaut T 2 3 Quelle est la fonction du verrou 2 4 Que se passe t il si la tension d entr e volue rapidement durant l algorithme d approximations successives 2 5 Quel est le principal avantage et inconv nient de ce type de convertisseur par rapport aux convertisseurs Flashs Manipulations 1 _ tude statique du CAN Dans cette partie on n utilise que le CAN On ne relie donc pas le CAN et le CNA par l interm diaire du c ble en nappe On choisit de prendre la tension de r f rence pour le CAN de 2 5 V et un offset nul mettre en place les cavaliers correspondants Si on ne place pas le cavalier de s lection Tension de r f rence CAN c est la r f rence interne au convertisseur qui agit en procurant 2 5 V Pour observer le fonctionnement du convertisseur il suffit d appliquer l entr e un signal variable entre 0 et 5 V et d observer les leds 1 1 Mesurer pr cis ment au multim tre la tension qui correspond 255 en binaire Mesurer pr cis ment au multim tre la tension qui correspond 127 en binaire Que repr sente la tension de r f rence sur ce composant 32 Travaux Pratiques d Electronique D Buzon Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique 1 2 La maquette poss de deux t
4. Oscillateur Switches Sortie horloge Sortie filtre n 2 interne 44 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s Travaux Pratiques d lectronique P Muret 45 R ponse en fr quence du filtre LTC1064 3 46 R ponse en fr quence du filtre LTC1064 4 UTILISATION DE LA FFT DE L OSCILLOSCOPE TDS 210 ou 220 R gler la base de temps pour faire appara tre un nombre de p riodes du signal CH1 ou CH2 sur l oscilloscope de 5 15 MATH FFT CHI ou CH2 avec affichage de en haut de l cran fr quence au centre de l cran en bas de l cran de gauche droite sensibilit verticale fixe 10 dB cm sensibilit horizontale en Hz kHz ou MHz cm fr quence d chantillonnage de l oscilloscope type de fen tre Fen tre Window Flatop pour mesurer les amplitudes des raies Hanning pour mesurer les fr quences des raies Rectangular pas de fen tre viter pour les signaux r p titifs FFT Zoom x 5 ou x 10 utiliser syst matiquement de pr f rence le diminution de la fr quence d chantillonnage de l oscilloscope c est dire aussi la vitesse de base de temps et r gler la POSITION HORIZONTALE pour visualiser la partie int ressante du spectre Curseurs Source MATH puis Amplitude Magnitude ou Fr quence Frequency utiliser syst matiquement pour les mesures d amplit
5. f f yv f nf d un signal chantillonn est obtenu en n 00 r p tant le spectre du signal original Y f autour de toutes les fr quences multiples de la fr quence d chantillonnage nf n entier le facteur f devant le signe somme n est l que pour assurer l homog n it dans les TF ou TF apr s chantillonnage a D duire pour le cas d un signal sinuso dal de fr quence fo 1 kHz raies aux fr quences fo chantillonn 8 kHz la fr quence des raies dans le spectre du signal chantillonn et dessiner le graphe du spectre FAT e partir de celui du signal original YO 2fe 3fel2 fe fel2 fo 0 fo Jel2 fe 3 2 2fe b Le signal chantillonn bloqu poss de comme spectre celui du signal chantillonn Y f sin t fT x fr e multipli par la transmittance du bloqueur H g f T exp jn JT calculable par la TF de sa r ponse impulsionnelle gale un cr neau de hauteur 1 de t 0 T Calculer en dB les valeurs du module des amplitudes A A des raies successives du signal chantillonn bloqu en supposant celles du signal original gales 1 soit 0 dB NB le produit du facteur f dans Y f par le facteur T dans H f donne 1 puis les amplitudes relatives A depuis la fr quence f jusqu aux fr quences 4f fo faire un tableau Travaux Pratiques d lectronique 39 P Muret 5 2 2 R ponse d un filtre en peigne 1 s ance Le filtre en pe
6. DELICATEMENT la nappe de fils qui relie les deux composants S il y a un probl me n h sitez pas appeler l enseignant Pr paration 1 CNA Le CNA que vous allez tudier est un convertisseur classique dit chelle R 2R Pour comprendre le fonctionnement de ce convertisseur tudions le montage suivant Travaux Pratiques d lectronique 29 D Buzon 1 1 En consid rant l amplificateur op rationnel id al et fonctionnant en r gime lin aire d terminer les relations entre VA Vg Vc Vp 1 2 D duisez alors la valeur des courants qui circulent dans les r sistances 2R 1 3 En notant qA qB qC et qD les coefficients valant 0 lorsque les interrupteurs respectifs sont reli s la masse et 1 lorsque les interrupteurs respectifs sont reli s l amplificateur op rationnel donnez l expression de Vs en fonction de Vcc qA qB qC et qD 1 4 Soit K le nombre d cimal correspondant au nombre binaire qAqBqCqD tracer Vs en fonction de K Le CAN que vous utilisez fonctionne sur le principe de cette chelle R 2R Cependant en g n ral et c est le cas ici l amplificateur op rationnel n est pas inclus et le CAN se contente de fournir une grandeur analogique en courant le sch ma interne du CAN est repr sent en annexe issue de la documentation constructeur 1 5 Expliquez comment cette grandeur analogique en courant est trait e en sortie du composant 2 CAN Le CAN que vous allez tudier est un co
7. Manipulation n 3 Circuit int gr s de multiplication 3 1 Circuits int gr s de multiplication analogique quatre quadrants transistors bipolaires La caract ristique exponentielle des transistors bipolaires mont s en paires diff rentielle est exploit e pour r aliser des multiplieurs en circuit int gr On peut ainsi effectuer diverses op rations sur les tensions partir de la fonction de multiplication o U est une tension constante caract ristique du circuit utilis PrLODU S n V V sx x se x U RE MA WS AJANS L op ration de multiplication des signaux suivie par un filtrage passe bande est la base de tous les r cepteurs de signaux Radio TV etc changement de fr quence si Vy et Vy sont sinusoidaux fr quences respectives fy et fy la sortie U comporte les fr quences I x fyl dans le domaine des fr quences positives On peut galement r aliser les fonctions l vation au carr avec Vy Vy racine carr e et division gr ce la r troaction n gative _ VxVs U V UV V Vx 20 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 3 Circuit int gr s de multiplication Ces circuits associ s des filtres permettent par exemple d laborer des tensions proportionnelles des puissances actives et au cosinus du d phasage entre 2 signaux sinuso daux 3 2 Pr paration 1 Le circuit utilis est un AD734 dont le s
8. ch ma de principe est le suivant et qui comporte en plus du multiplieur un amplificateur op rationnel int gr nomm WIF sur le sch ma ci dessous D terminer la relation liant W X X2 Y Y gt Z Zo et U sans tenir compte de la liaison W Zi Si maintenant on fait les liaisons Z la masse et W Z et si le gain de l amplificateur WIF est assez grand on peut supposer que le signal d entr e de WIF est nul En d duire la nouvelle relation entre W et les signaux d entr e X X2 Y Y et U 2 D terminer la fonction de transfert du montage passe tout ci dessous en supposant l amplificateur op rationnel parfait on pourra appliquer le th or me de superposition apr s d termination de V pour V appliqu e s par ment aux bornes gauches des 2 r sistances R connect es V Travaux Pratiques d Electronique 2I P Muret Entre quelles valeurs le module et l argument de la fonction de transfert varient ils lorsque la pulsation varie de valeurs lt lt RO des valeurs gt gt RO Quel est le r le de ce filtre 3 3 Mesures Mat riel 2 g n rateurs de signaux fr quencem tre oscilloscope sondes alimentation 5V 15V ou d faut alimentation variable double circuit multiplieur AD734 AOP type TLO8I ou quivalent plaquette d essai 3 3 1 Multiplication de signaux et l vation au carr d un signal Le circuit de base est le suivant on
9. e un chantillonnage et une num risation permettant d afficher soit la repr sentation temporelle soit la repr sentation fr quentielle sous la forme du spectre FFT fast Fourier transform 5 1 Mat riel utilis pour la manipulation Deux maquettes sont disponibles et comportent les fonctions suivantes la premi re comprend 1 compteur de type 163 dont on utilise les 3 bits Qo Q1 Q2 g n r s partir d un signal TTL de fr quence f mettre sur l entr e horloge n 1 2 multiplexeurs analogiques 1 parmi 8 ADG408 ou 608 dont l un fournit une sinuso de en escalier quivalente une sinuso de chantillonn e bloqu e sur la sortie escalier et l autre constitue un filtre en peigne quip de 8 condensateurs de 0 1 uF et d une r sistance de 48 KQ et d crit dans la pr paration Cette maquette doit tre aliment e en 5 Volts et un circuit LTC1046 commutateurs MOS fournit le 5 Volts Le signal entr e peigne ne doit Travaux Pratiques d lectronique 37 P Muret La seconde comporte un oscillateur fr quence de base 20 MHZ avec un diviseur de fr quence programmable par 4 bits que l on commande par les interrupteurs du boitier munis de 4 petits boutons glissi re d placer avec une pointe de stylo bille le bit n 1 doit tre on pour rendre l oscillateur op rationnel les bits n 2 3 et 4 d terminent le rapport de division de fr quence allant jusqu 256 La fr quence peut tre c
10. es des raies Rectangular pas de fen tre viter pour les signaux r p titifs FFT Zoom x 5 ou x 10 utiliser syst matiquement de pr f rence le diminution de la fr quence d chantillonnage de l oscilloscope c est dire aussi la vitesse de base de temps et r gler la POSITION HORIZONTALE pour visualiser la partie int ressante du spectre Curseurs Source MATH puis Amplitude Magnitude ou Fr quence Frequency utiliser syst matiquement pour les mesures d amplitude relative en dB et fr quence des raies position ajuster avec les r glages de position verticale des canaux 1 et 2 utiliser la case delta pour lire la diff rence Retour au balayage temporel par la base de temps appuyer 1 ou 2 fois sur CH1 ou CH2 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique Introduction L objectif de cette s ance est de vous familiariser avec deux l ments de base que l on retrouve dans nombre de syst mes lectriques volu s le Convertisseur Num rique Analogique CNA le Convertisseur Analogique Num rique CAN Ces l ments sont des interfaces n cessaires d s que l on choisit de traiter une grandeur physique continue information issue de capteurs ou commande d actionneur par un organe de calcul puissant micropr
11. fonction multiplieur Revenir au sch ma du multiplieur Monter un filtre passe tout comme tudi en pr paration avec R 10 KQ et C 2 2 nF Appliquer une tension sinuso dale sur le filtre sur l entr e X du multiplieur et la tension de sortie du filtre sur l entr e Y Observer ces tensions lorsque la fr quence varie de qq 100 Hz 50 kHz Placer ensuite un filtre passe bas R 100 KQ C 0 1 uF la sortie du multiplieur mesurer et tracer la valeur moyenne du signal la sortie de ce filtre passe bas en fonction du d phasage entre X et Y qui varie en fonction de la fr quence Quel r le peut avoir ce montage pour un signal dont la fr quence est modul e autour de 1 27RC 24 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 3 Circuit int gr s de multiplication Travaux Pratiques d lectronique P Muret 25 26 UTILISATION DE LA FFT DE L OSCILLOSCOPE TDS 210 ou 220 R gler la base de temps pour faire appara tre un nombre de p riodes du signal CH1 ou CH2 sur l oscilloscope de 5 15 MATH FFT CHI ou CH2 avec affichage de en haut de l cran fr quence au centre de l cran en bas de l cran de gauche droite sensibilit verticale fixe 10 dB cm sensibilit horizontale en Hz kHz ou MHz cm fr quence d chantillonnage de l oscilloscope type de fen tre Fen tre Window Flatop pour mesurer les amplitudes des raies Hanning pour mesurer les fr quenc
12. igne est un filtre RC M condensateurs connect s successivement chacun pendant le temps 7 R et la sortie sur la maquette M 8 avec t RC gt gt T 1 tour s effectuant en MT s t C1 K i s HIT Sa r ponse impulsionnelle hp se d duit de celle du bloqueur h en apportant 3 elt modifications le condensateur C est charg travers une r sistance R par une impulsion de tension e t r puis isol apr s le temps T Montrer en calculant la tension de sortie s 0 que ceci introduit un facteur multiplicatif 1 7 elle devient r p titive avec une impulsion sur la sortie toutes les M fois T T MT puisque le condensateur C qui a t charg lors de l impulsion A ne se d charge que lentement car tT RC gt gt T et il est isol pendant M 1 T Par contre la sortie reste z ro lorsque les autres condensateurs y sont connect s puisqu ils n ont pas t charg s par l impulsion initiale r car ils taient isol s cet instant enfin les impulsions diminuent chaque tour d un facteur amp correspondant la d charge de C C travers la r sistance R pendant une dur e T chaque tour num rot k puisque le g n rateur e f maintient une tension nulle apr s l impulsion initiale r Calculer le facteur amp en fonction de qt et T et exprimer la r ponse impulsionnelle du filtre en peigne h en fonction de h3 de a de kT
13. inue comprise entre 10 et 15 volts entre la bornes noire et la borne rouge la plus loin du bord Avec un signal triangulaire basse fr quence 1 kHz sur G entre 0 et 5 volts tracer Ip Vgs mesur sur la 10 Q oscilloscope en XY Expliquer les diff rents r gimes observ s la loi de variation p Vgs la tension de seuil Vr et la transconductance g mesur e Ipmax 2 Mesurer galement Vps Vgs dans le r gime conducteur lorsque la chute de tension dans Rp approche la tension d alimentation Conclusions Avec un signal carr sur la grille variant de Vgs 0 un palier sup rieur Vgs2 compris entre 2 et 6 V de fr quence 1 2 MHZ une r sistance de 47 Q comme charge d adaptation entre G et masse une sonde sur le drain avec son fil de masse connect la masse du montage 50 Travaux Pratiques d Electronique P Muret TP Manipulation n 7 Compl ment observer les r gimes de commutation sur le drain Mesurer les temps de retard des transitions de Vps par rapport Vgs au seuil de 50 des valeurs maximales et les temps de mont e et descente Ces temps sont ils d pendants de VGs2 Observer sur la 10 Q Quel est l origine des pics de courant Travaux Pratiques d lectronique 51 P Muret TP Manipulation n 7 Compl ment Travaux Pratiques d lectronique 31
14. ntr e r gler sa valeur moyenne et son amplitude pour tre dans la plage de conversion Commenter ce que vous observez 3 1 Quelle variation de tension maximale quantum qui laisse le nombre binaire invariant 3 2 Quelle est l influence de la fr quence 3 3 Quel est le temps de conversion du CAN Quelle est la pente dv dt maximale que l on peut utiliser l entr e pour qu il ne manque pas de nombre dans la suite des entiers 3 4 Retrouver ce r sultat en observant la sortie d0 3 5 Choisissez comme signal d entr e un signal p riodique carr Observez la r ponse Peut on mesurer le temps d tablissement settling time 34 Travaux Pratiques d Electronique D Buzon Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique Travaux Pratiques d lectronique D Buzon 35 36 D Buzon Travaux Pratiques d Electronique Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s On tudie dans cette manipulation les signaux g n r s et filtr s par des circuits commutation ou multiplexage On peut consid rer ces signaux comme des signaux analogiques ayant subi un chantillonnage et une op ration de maintien ou blocage On analyse leurs caract ristiques temporelle et fr quentielle l aide d un oscilloscope num rique qui son tour effectu
15. nvertisseur 8 bits classique dit approximations successives Ce convertisseur fonctionne sur le principe d une dichotomie successive Etude du principe de conversion par approximations successives 30 Travaux Pratiques d Electronique D Buzon Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique Sch ma de principe Imaginons que la tension convertir soit Ve 3V et que le convertisseur ait pour tension de r f rence 5V la tension de 5V correspond donc au nombre binaire 1111 1111 soit 255 en d cimal Dans une premi re phase le convertisseur compare la tension convertir avec la tension correspondant au nombre binaire 1000 0000 Selon le r sultat de cette comparaison savoir ici Ve gt U 900 0000 le convertisseur compare la tension convertir avec la tension correspondant au nombre binaire 1100 0000 si Ve gt U 5000000 la tension correspondant au nombre binaire 0100 0000 si Ve lt U 5000000 Ainsi au bout de quelques cycles le nombre binaire correspondant la tension d entr e est disponible 2 1 Pour un convertisseur 8 bits g n rant une tension comprise entre OV et 5V remplissez le tableau suivant pour une tension d entr e de 4 494V N du Tension analogique Code binaire Valeur Vn de la Ve gt Vn cycle convertir Ve du registre tension correspondant au code binaire Travaux Pratiques d Electronique 31 D Buzon 1 4 494 V 1000 0000 OUI 2
16. ocesseur ou microcontr leur Travaux Pratiques d lectronique 27 D Buzon Le module mis votre disposition va vous permettre de d terminer les caract ristiques statiques et dynamiques de deux convertisseur classiques Voici son sch ma de principe simplifi pour plus de d tails le plan de la maquette est fourni en annexe Pr cautions et Remarques Le CAN et le CNA que vous allez utiliser ont besoin d une tension de r f rence qui leur permet d tablir l chelle de correspondance entre la grandeur num rique un nombre binaire qui est donc sans unit et une tension analogique De plus le CAN poss de une autre entr e qui permet de fixer la valeur de la tension correspondant la valeur binaire m diane la tension d offset 28 Travaux Pratiques d Electronique D Buzon Manipulation n 4 Conversions num rique analogique et analogique num rique Pour se faire la maquette g n re un ensemble de tensions continues tr s stables Le choix entre une tension de r f rence et une autre se fait gr ce des cavaliers mis votre disposition Pour la tension d offset vous avez le choix entre une tension variable ou le OV La valeur de cette tension d offset sera d termin e par la position du cavalier en bas gauche et le r glage du potentiom tre associ Dans la premi re partie on demande d tudier ind pendamment le CNA du CAN Pour ce faire il est n cessaire de d crocher
17. ontr l e la sortie horloge et peut tre r gl e de 78 125 kHz jusqu 5 MHz ne pas utiliser les fr quences de 10 et 20 MHZ Deux filtres passe bas capacit s commut es de type LTC1064 peuvent tre implant s sur cette maquette et leur horloge de commande peut tre choisie soit commune avec la sortie horloge pr c dente soit externe signal TTL mettre l entr e horloge n 2 en actionnant le bouton inverseur situ au centre de la maquette Cette fr quence d horloge f d termine la fr quence de coupure de ces filtres soit f 75 pour le LTC1064 3 filtre n 1 de type Bessel c est d phasage proportionnel la fr quence dans la bande passante soit f 50 pour le LTC1064 4 filtre n 2 de type Cauer ou elliptique coupure tr s raide d environ 80 dB octave La maquette doit tre aliment e en 5 V et en 15 V Le signal d entr e des filtres entr e filtre ne doit pas d passer 5 Volts d amplitude maximale c est dire rester dans la fourchette 5 V R sum des pr cautions prendre sur les 2 maquettes n Respecter les tensions d alimentations continues n Signaux d horloge de type TTL n Signaux analogiques dans la fourchette 5 V 38 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s 5 2 Pr paration 5 2 1 Signaux chantillonn s et chantillonn s bloqu s 1 s ance 00 Rappel le spectre Y
18. peut se passer des capacit s de filtrage de 0 1 uF Les entr es X2 Y2 Zo sont mises la masse ainsi que les pattes 3 4 5 Faire la connexion W Z Les 2 masses du sch ma sont r unies R gler d abord les alimentations continues 15 V s il s agit d alimentation r glables avant de les connecter sur le circuit Les arr ter faire les connexions puis mettre sous tension Attention ne pas d passer 15 V entre les pattes 14 et 8 et sur les entr es ou inverser la polarit sous peine de destruction du composant dont le prix l unit est de 40 euros Mettre galement le z ro de l alimentation continue 15 V la masse du montage R gler l amplitude des 2 g n rateurs quelques volts 22 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 3 Circuit int gr s de multiplication a Observer le signal W la sortie du multiplieur en fonction du temps lorsque les signaux sont sinuso daux ou triangulaires sur X et Y de fr quences fx et fy Des fr quences de quelques dizaines de Hz quelques centaines de kHz peuvent tre utilis es On observera le cas o les fr quences fx et fy diff rent d environ 5 puis le cas o l une est beaucoupe plus faible environ 5 que l autre Passer ensuite l oscilloscope en mode XY avec les tensions X et Y successivement sur l entr e X Rechercher ventuellement les fr quences qui minimisent les d phasages Interpr ter b Avec X ou Y en signal carr
19. rbe le temps moyen de propagation de groupe do do V rifier la relation entre la fr quence de coupure et la fr quence de l horloge pour le filtre LTC1064 4 n 2 en mettant l entr e filtre une sinuso de de 2 ou 3 volts d amplitude maximale et en recherchant la fr quence pour laquelle l att nuation est de 3 dB soit 5 7 pour diverses fr quences d horloge Pour une fr quence de coupure du filtre de quelques kHz observer la FFT du signal de sortie lorsqu on la fr quence de la sinuso de l entr e varie de part et d autre de la fr quence de coupure et en d duire le trac du module de la transmittance en fonction de f f Comparer avec la pr paration Connecter un signal carr l entr e filtre et faire varier la fr quence du filtre pour liminer progressivement les harmoniques de ce signal en observant alternativement le signal temporel et sa FFT la sortie du filtre pour chaque fr quence de coupure du filtre n 2 Quelle relation peut on mettre en vidence qualitativement entre la pente maximale du signal temporel et son spectre maquette n 1 Travaux Pratiques d lectronique 43 P Muret Horloge n 1 5V OV O O Sortie 74HC163 ADG 408 ou 608 l escalier LTC1046 ADG 408 ou 608 2 Entr e peigne Sortie peigne maquette n 2 V OV 15V OV 15V Entr e filtre LTC1064 3 LTC1064 4 Inverseur nc externe ____ interne Sortie n 1 Entr e horloge lt N a
20. s le domaine temporel 5 3 3 Filtrage passe bas capacit s commut es de type actif maquette n 2 Utiliser si possible l horloge interne de la maquette n 2 et v rifier la relation entre la fr quence de coupure et la fr quence de l horloge pour le filtre LTC1064 3 n 1 en mettant l entr e filtre une sinuso de de 2 ou 3 volts d amplitude maximale et en recherchant la fr quence pour laquelle l att nuation est de 3 dB soit 5 7 pour les diverses fr quences d horloge Pour une fr quence de coupure du filtre de quelques kHz choisir l aide de la fr quence d horloge observer la FFT du signal de sortie lorsque la fr quence de la sinuso de l entr e varie de part et d autre de la fr quence de coupure et en d duire le trac du module de la transmittance en fonction de f f Comparer avec la pr paration Pour une fr quence de coupure de quelques kHz et toujours un signal sinuso dal l entr e mesurer le d phasage entre la sortie et l entr e pour 5 ou 6 fr quences quidistantes entre z ro et la fr quence de coupure du filtre Tracer ce d phasage 6 en fonction de la fr quence Est ce que le filtre m rite le qualificatif de filtre lin aire sous entendu apportant un d phasage 42 Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s variant lin airement avec la fr quence dans la bande passante D duire de la cou
21. ude relative en dB et fr quence des raies position ajuster avec les r glages de position verticale des canaux 1 et 2 utiliser la case delta pour lire la diff rence Travaux Pratiques d Electronique P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s Retour au balayage temporel par la base de temps appuyer 1 ou 2 fois sur CH1 ou CH2 Travaux Pratiques d Electronique 47 P Muret Manipulation n 5 amp 6 G n ration de signaux et filtrage par circuits commut s Travaux Pratiques d lectronique P Muret 49 Manipulation n 7 Compl ment Manipulation n 7 Compl ment 7 1 Pr paration 1 Rappeler les sch mas dynamiques dans les 3 r gimes de fonctionnement du MOSFET Cours chap 3 En d duire l allure des r gimes transitoires de tension et de courant lors du fonctionnement du MOSFET sur charge r sistive pure 2 D duire de la conductance gp au voisinage de Vps 0 l expression de la r sistance du canal Fpson l tat conducteur en fonction de Vgs Comment doit on faire varier Vgs pour la diminuer 7 2 Mesures 7 2 1 Transistor effet de champ MOSFET en commutation Utiliser la maquette comportant un BS170 canal n une r sistance de charge Rp de 470 Q et une r sistance de 10 Q en s rie avec la source Rep rer les connexions et les bornes D rouge pr s du bord G bleu S jaune et alimenter avec une tension cont
22. un signal TTL 8 kHz et observer la sortie escalier Quelle est le nombre de paliers horizontaux par p riode Quelle la fr quence de r p tition du signal Observer ensuite le spectre FFT gr ce l option FFT du menu MATH de l oscilloscope Tektronix TDS210 ou 220 en conservant un fr quence d chantillonnage de l oscilloscope au moins 10 fois sup rieure la fr quence des raies observ es sur l cran Travaux Pratiques d lectronique 41 P Muret Choisir les param tres ad quats fr quence centrale fen tre zoom pour mesurer pr cis ment les fr quences et les amplitudes A1 A2 des raies du spectre en dB avec les curseurs voir mode d emploi de la FFT en annexe Calculer en dB pour toutes les raies jusqu 33 kHz et comparer avec la pr paration 5 3 2 Etude du filtre en peigne maquette n 1 En gardant le m me signal d horloge n 1 que pr c demment mettre un signal sinuso dal 2 ou 3 volts d amplitude maximale l entr e peigne et observer la sortie peigne lorsque la fr quence du signal l entr e peigne varie entre 200 Hz et 7 5 kHz en synchronisant le balayage temporel de l oscilloscope sur l entr e peigne Pour quelles fr quences observe t on un maximum d amplitude la sortie peigne Comparer la pr paration S1 l on met le signal escalier l entr e peigne quelle diff rence observe t on la sortie par rapport l entr e et pourquoi analyser dan
23. ypes de sources de tension e une source de tension de qualit moyenne issue des r gulateurs REG e une source de bonne qualit issue des composants REFI et IC6 Lorsque le cavalier fixant la tension de r f rence n est pas connect le CAN choisit comme tension de r f rence une valeur interne fix e par son alimentation issue des r gulateurs Par contre lorsque le cavalier fixant la tension de r f rence est connect le CAN choisit pour r f rence la source de bonne qualit Enlever le cavalier fixant la tension de r f rence et r it rer la mesure pr c dente Commentaires 1 3 Prendre maintenant un offset r glable l aide d un tournevis Expliquer quel est le r le de cet offset 2 tude statique du CNA Choisissez une tension de r f rence du CNA de 5V En pla ant les entr es d la masse 0 binaire o 5V 1 binaire on choisit un nombre binaire convertir Placer tous les d 0 sauf d 1 2 1 Quelle est la tension de sortie 2 2 Quelle est la r solution du CNA 2 3 Cette valeur est elle constante sur toute la plage de conversion 3 tude dynamique Travaux Pratiques d lectronique 33 D Buzon Dans cette partie on relie les deux convertisseurs par la nappe D apr s la documentation constructeur on remarque que le temps de conversion du CNA est bien sup rieur celui du CAN Le signal d entr e est un signal triangulaire de fr quence gale 100 Hz l e
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