Traitement analogique du
signal : Amplification Terminale STI2D Spécialité SIN
2020-2021
TP Balerin - Ory
Partie I : Utilisation de l'amplificateur.
1. A l'aide de la documentation technique du micro, câbler votre micro à un haut parleur. Vous prendrez une tension d'alimentation de 4.5V. Faites vérifier votre montage avant de mettre sous tension.
2. Mettez de la musique de votre téléphone, à bas volume, sur votre micro. Que se passe-t-il?
Pourquoi?
3. Branchez un oscilloscope à la sortie de votre micro et observer le signal. Qu'en concluez-vous?
4. Ajoutez un bloc amplificateur entre votre micro et le haut parleur. A faire hors tension et à faire vérifier avant de remettre sous tension.
5. Faire varier le potentiomètre, et repérer 3 plages de fonctionnement différentes.
6. Sur chacune de ces 3 plages, regarder à l'aide de l'oscilloscope le signal entrant dans le haut parleur.
Conclure sur ces 3 plages.
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Partie II : Points particuliers de l'amplificateur
En lisant les spécifications dans le datasheet des TL08X : 1. Que peut on dire de l’alimentation de ce composant
2. Donner la valeur maximal (en valeur absolue) recommandée de ces tensions d’alimentations 3. Quelle est la différence entre le TL081, 082 et 084 ?
4. De combien d’entrée et de sortie dispose un AOP ? 5. Ouvrir le fichier suiveur.pdsprj
6. Mesurer les courants entrant dans la borne + et celui dans la borne -.
7. Faire les mêmes mesures avec le montage du fichier non inverseur.pdsprj.
8. Que pouvez vous conclure sur les courants en entrée des AOP.
Partie III : Définition des montages linéaires
Montage 1 Montage 2
Montage 3 Montage 4
Montage 5 Montage 6
Montage 7 Montage 8
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1. Les montage numéros 1, 2, 3, 4, 6 et 7 sont des montages linéaires. Quel est le point commun entre ses 6 montages ?
Les montages linéaires permettent de faire des fonctions plus ou moins compliquées (le montage 2 donne une fonction bien plus compliquée que le montage 6…)
Pour votre culture, les montage 1 et 3 sont des amplificateurs de tensions. le 4 est un soustracteur de tensions, le 7 est un intégrateur, et le 2 est un filtre.
2. La plupart des micro sont déjà instrumentalisé. Ouvrir la documentation technique du micro instrumentalisé et repérer le montage amplificateur.
Partie IV : Montage suiveur 1. Ouvrir le fichier suiveur.pdsprj
2. Faire varier la tension d’entrée Ue entre -20 et +20V et relever la tension en sortie 3. Quels sont les valeurs maximales en sorties de ce montage ? Est ce logique ? Pourquoi ? 4. Donner l’équation mathématiques faites par ce montage .
5. Pourquoi dit on de ce montage qu’il est suiveur ? 6. Quel est l’intérêt de ce montage.
7. Dans votre fichier suiveur, faites un pont diviseur permettant avec une tension d’alimentation de 5V d’obtenir 2.5V (utiliser des résistances supérieur à 10KW, pour limiter le courant)
8. Brancher une LED aux bornes de votre résistance R2 du pont diviseur.
9. Vérifier si la tension est toujours de 2.5V, pourquoi ?
10. Ajouter le montage suiveur entre R2 et la LED, vérifier les tensions aux bornes de R2 et de la LED.
11. Conclure sur l’intérêt du suiveur.
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Partie V : Montage saturée
Après avoir vu les montages linéaires, nous allons maintenant voir les montages saturés.
A notre niveau, en absence de BCR, le montage sera saturé
1. SousTinkercad, réaliser le montage ci dessous (vous alimenterez votre AOP avec une alimentation 15V)
2. Faire vérifier le montage et effectuer les mesures pour compléter le tableau ci dessous : V+ :
U1 (V)
-10 -8 -3 -1 0 2 4 8 10
V- : U2 (V)
-8 8 -5 0 5 0 -6 10 4
Us (V)
3. Quelles sont les valeurs prisent par Us ?
4. Comparer les valeurs de V+ et V- selon la valeur de Us.
5. Conclure sur le fonctionnement du mode saturé.
Partie VI : Mise en œuvre du comparateur
A la fin de la séance, vous devrez rendre les documents réponse.
On veut réaliser un montage permettant d’alimenter un LED lorsque la luminosité devient insuffisante.
La batterie sera simuler par une alimentation 15V.
l’alimentation de l’amplificateur sera en +15V/0V
Pour détecter le niveau de luminosité, on utilisera une photorésistance (LDR) Vous effectuerez les montages sous Tinkercad
1. Mesure de la tension de référence
Les résultats seront à donner sur le document réponse 1.
1. Réaliser un pont diviseur (fig. 1) avec la LDR et une résistance de 22KW.
2. Relever la tension uc = Ucref pour la luminosité (Lseuil) à laquelle vous estimer qu’il est bon d’allumer la LED.
3. Lorsque la luminosité est supérieur à votre luminosité de seuil que peut on dire de uc par rapport à Ucref
4. Lorsque la luminosité est inférieur à votre luminosité de seuil que peut on dire de uc par rapport à Ucref
Ne pas supprimer votre montage
2. Réalisation de la tension de référence
Les résultats seront à donner sur le document réponse 2.
1. A l'aide du montage de la figure 2, donner la relation liant Uref aux 2 résistances et à la tension d'alimentation.
2. On veut obtenir Uref = Ucref, et on fixe R2 = 10KW Calculer alors la valeur de R1.
3. Câbler votre montage, et vérifier le bon fonctionnement
Ne pas supprimer votre montage
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3. Calcul de la résistance de protection
Les résultats seront à donner sur le document réponse 3.
La LED va être alimenter à l'aide de la batterie 15V. On estimera que la LED a les paramètres suivant :
UD = 1.2V ID = 20mA
1. Calculer la valeur de la résistance Rp permettant de protéger la LED.
4. Comparaison
Les résultats seront à donner sur le document réponse 4.
1. Proposer un montage comparateur permettant de réaliser la fonction désirée.
2. Le tester.
3. Le faire vérifier.
