tp_cours

Lycée technique Mohamed VCentre des classes préparatoiresBéni Mellal

M.P.S.I

TP-COURS DE PHYSIQUE

MPSI

INSTRUMENTATION ENÉLECTRONIQUE

EL FILALI SAID

TP-COURS DE PHYSIQUE

CPGE/B.Mellal Page -2- -EL FILALI SAID-

Chapitre 1

Instruments de mesure enélectronique

1.1 Présentation

1.1.1 Les dipoles passifs linéaires

1.1.1.1 Le résistor

Le conducteur ohmique ou résistor est un composant passif, linéaire, symétrique

qui empêche le passage du courant dans une branche ; C’est un corps solide par-

fois de forme cylindrique entouré par des cercles dont les couleurs déterminent la

valeur de R .

Au laboratoire on utilise la boite des résistances qui comporte des résistances de

grandes précision montées en série , sa valeur varie de 0Ω jusqu’à 11 MΩ par pas

de un.

Exemple :

Déterminer les positions relatives pour les valeurs ( en Ω ) : 1347 ; 25 ; 7786543.

1.1.1.2 Le condensateur

Le condensateur est un composant passif, linéaire, symétrique qui emmagasine

de l’énergie .

On trouve plusieurs formes suivant leurs capacités . Les condensateurs électro-

chimques sont polarisés et leur capacité est très grande de l’ordre de quelques mF.

Au laboratoire en utilise la boite des condensateurs qui comporte des condensa-

teurs de grande précision montés en parallèle , sa valeur varie de 100 pF jusqu’à

11 µ F par pas de un

1.1.1.3 La bobine

La bobine est un composant passif, linéaire, symétrique qui emmagasine de

l’énergie .

C’est un fil enroulé sur un cylindre isolant avec un noyau de fer afin augmenter

3

1.1. PRÉSENTATION TP-COURS DE PHYSIQUE

la valeur de l’inductance L qui varie de 0,15 H jusqu’à 1,5 H avec une résistance

interne de l’ordre de quelques 12 Ω

1.1.2 Masse et terre

• La masse : Le potentiel électrique est définie à une constante additive près (voir

cous d’électromagnétisme) ; pour fixer le potentiel il faut choisir une origine des

potentiels ; pour cela on choisi un point qu’on lui affecte le potentiel zéro : ce point

est appelé masse,qu’on symbolise par :

• La terre : On montre que la surface terrestre est une surface équipotentielle

(son potentiel est constant), on peut la prendre comme origine des potentiels.,qu’on

symbolise par :

L’avantage de la terre c’est que lorsque on relie les carcasses de appareils élec-

triques on évite le choc électrique des utilisateurs

1.1.3 Générateur à basse fréquence GBF

Le GBF est un générateur de tension dont la fréquence peut atteindre 10 MHz,ainsi

les formes peuvent être sinusoidale, triangulaire ou créneaux.

Le GBF est équipé des fonctions suivantes :

• OUTP 50 : sortie du signal du GBF .(50 représente la résistance interne du GBF

en Ω )

• FREQUENCY : réglage de la fréquence de quelques mHz jusqu’à quelques MHz ;Les

touches poussoirs permettent de choisir les gammes de fréquence par multiples de

10.

• Amplitude :réglage de l’amplitude du signal.

• -20dB : divise l’amplitude du signal de sortie par 10.

• DC OFFSET : en position on, elle permet par rotation d’ajouter une composante

continue comprise entre -5V et +5V.

• Function :Change la forme du signal de sortie du sinusoidal , triangulaire ou

créneaux en appuyant sur la touche poussoir.

• SYMMETRY :Ce bouton permet de varier le rapport cyclique α =T+

T.


1.2. UTILISATION DES MULTIMÈTRES TP-COURS DE PHYSIQUE

T+

T ′

+

T ′

−

T−

t

u(t)

avec T = T+ + T− = T ′

+ + T ′

−=

1

f: T étant la période du signal et f sa fréquence

• TRIG OUTP (TTL) : le GBF donne un signal créneaux 0-5V.

1.1.4 Alimentation stabilisée

C’est une source de puissance qui fournie une grandeur électrique (courant ou

tension ) constante.

1.2 Utilisation des multimètres

1.2.1 Branchement

Le branchement du multimètre dépend de la grandeur électrique mesurée :

• Voltmètre : en parallèle.

• Ampèremètre : en série.

• Ohmmètre : pour mesurer une résistance, le multimètre envoie un signal élec-

trique sur le dipôle, on ne peut donc pas mesurer une résistance appartenant à un

circuit sans la déconnecter.

Remarque- 1 :

Le multimètre n’est pas relié à la Terre, la borne noire peut donc être placée n’im-

porte où dans un montage, ce n’est pas une masse.

1.2.2 Calibres

- Les calibres ont pour valeurs :0,2 - 2 - 20 -. . . .

- La mesure est d’autant plus précise que le calibre est petit.

- Le calibre indique la valeur maximale mesurable (si la mesure est impossible,

l’affichage clignote).

- La précision du multimètre est inférieure au plus petit chiffre affiché.


1.3. L’OSCILLOSCOPE TP-COURS DE PHYSIQUE

1.2.3 Valeur moyenne et valeur efficace

Soit y(t) un signal ( tension ou courant ) de période T, composé d’une composante

continue yDC et une composante alternative yAC.

• Valeur moyenne de y :

< y >= ymoy = y =1

T

∫ T

0

y(t) dt

• Valeur efficace de y :

yeff =√

< y2 > =

√

1

T

∫ T

0

y2(t) dt

La valeur efficace d’une tension ou d’une intensité correspond à la tension ou

au courant continu produisant la même dissipation par effet Joule dans une résis-

tance. La notation anglaise est Yrms, r.m.s. signifiant root mean square (racine de

la moyenne du carré).

⋆ Lorsque le multimètre est en mode de mesure continu, il mesure en fait la va-

leur moyenne < y >.

⋆ Lorsque le multimètre est en mode de mesure alternatif, il mesure :√

< y2 >la valeur efficace du signal si le bouton AC est activé.

⋆ La valeur efficace de la composante variable du signal√

< y− < y >> si le

bouton DC est activé.

1.2.4 Bande passante

C’est l’intervalle des fréquences où le multimètre donne une mesure correcte

des signaux variables .

1.3 L’oscilloscope

l’oscilloscope (outil indispensable pour les TP d’électronique), permet la visua-

lisation des phénomènes électriques variant dans le temps ainsi la mesure des

grandeurs électriques telles que : amplitude d’un signal électrique, valeur efficace

d’un signal sinusoïdal, la période, la fréquence, le déphasage et en fin de visuali-

ser les caractéristiques statiques des dipoles passifs.

Remarque- 2 :

Pour éviter tout danger électrique, L’oscilloscope doit être muni d’une prise de terre.

On s’interesse à l’oscilloscope

OX 8050 ; OSCILLOSCOPE 60 MHz ANALOGIQUE/NUMÉRIQUE dont la face

avant est :



1.3.1 L’oscilloscope analogique

Les fonctions de l’oscilloscope se rangent en quatre grandes catégories .

1.3.1.1 Commandes relatives aux signaux d’entrée et au modes d’affichage

• Signaux d’entrée :Position ;VOLT/DIV ;AC -DC -GND ’.

⊲ VOLT/DIV (33 et 38) : sensibilité verticale

⊲ AC(30 e 36) : affichage de la composante alternative

⊲ DC(30 e 36) : affichage de la composante continue

⊲ GND(GROUND)(30 e 36) :La sortie est liée à la masse (sert à choisir le zéro)

• Mode d’affichage (7 et 9) : CH1 ; CH2 ; ALT ; CHOP ; ADD ; MULT ; XY

⊲ CH1 :Affiche la voie CH1 seule

⊲ CH2 :Affiche la voie CH2 seule

⊲ ALT :Affichage des voies CH1 et CH2 en mode alterné (Mode analogique) ;mode

bi-courbe (mode numérique)

⊲ CHOP :Affichage des voies CH1 et CH2 en mode découpé, au cours d’un seul

balayage (mode analogique) ; affichage bi-courbe (en numérique)

⊲ ADD : affiche la somme CH1+CH2 ou la différence CH1-CH2 si l’option -CH2est activée

⊲ MULT : affiche le produit CH1 × CH2 uniquement en mode numérique



⊲ XY : affichage des voies CH1 et CH2 en coordonnées orthogonales (CH1 en X

et CH2 en Y)

1.3.1.2 Commandes relatives à la base de temps, au balayage et au declen-chement

• Base de temps : T/DIV ; VAR ; ×10 ; HOLDOFF.

⊲ T/DIV(21) :Cœficient de balayage , représente la sensibilité horizontale (inac-

tive en mode XY)

⊲ VAR(17) :Réglage continu du cœficient de balayage de la base de temps (en

analogique)

⊲ HOLDOFF(12) :Réglage continu du temps minimum séparant deux balayages

successifs

⊲ ×10(13) :Expansion horizontale × 10 (inactive em mode XY)

• Source (synchronisation)(24 et 25)) : CH1 ; CH2 ; ALT ; LINE ; EXT ;AUTO.

⊲ CH1 :Synchronisation par la voie CH1

⊲ CH2 :Synchronisation par la voie CH2

⊲ ALT :CH1 pour visualiser la voie 1 ,CH2 pour visualiser la voie 2 (en mode

analogique) ;CH1 en mode numérique

⊲ LINE :Synchronisation par la fréquence du secteur

⊲ EXT(28) :Synchronisation par la source extérieur

⊲ AUTO(18) :Déclenchement automatique de la base du temps

⊲ LEVEL(15) :Réglage du niveau de déclenchement

⊲ Pente de déclenchement(16) : Déclenchement sur la pente descendante ou

ascendante

• Coupling (couplage de la source de déclenchement)(26 et 27) :DC ; AC ; LF ; HF ;

TV. ⊲ DC :Couplage continu

⊲ AC :Couplage alternatif

⊲ LFR :Réjection des fréquences du signal source inférieur à 10 KHz pour le dé-

clenchement ( facilite l’observation des signaux présentant une composante conti-

nue)

⊲ HFR :Réjection des fréquences du signal source supérieur à 10 KHz pour le

déclenchement ( facilite l’observation des signaux présentant du bruit haute fré-

quence)

⊲ TV :Déclenchement sur une ligne sélectionnée de la trame TV

⊲ P-P(14) :Déclenchement crête à crête (inactive en mode analogique),le déclen-

chement P-P est conseillé pour des très basse fréquence

1.3.1.3 Commandes auxiliaires

• PROBE ADJUST (34) : fournit un signal rectangulaire (2V crête à crête ; 1 kHz) qui

peut être utilisé pour étalonner les amplificateurs de voies et de base de temps.

• Trace rotation (2) :Réglage du parallélisme des traces par rapport aux axes hori-

zontaux du réticule.


1.4. UTILISATIONS ÉLÉMENTAIRES DU MODE MESURE DE L’OSCILLOSCOPENUMÉRIQUE : MEASURE TP-COURS DE PHYSIQUE

• (31 ) entrée CH2

• (35) : entrée CH1

• INTENSITY (4) : Réglage de l’intensité lumineuse du signal affiché sur l’écran.

• (6) : Déplacement verticale du signal CH1

• (10) : Déplacement verticale du signal CH2

• (8) : Déplacement horizontal des deux signaux

• AUTOSAT (3) :effectue automatiquement les recherches suivantes :

Voie, sensibilité verticale , cœfficient de déviation horizontale , niveau , pente du

de déclenchement , source de déclenchement.

AUTOSET met l’oscilloscope dans la configuration suivante :

mode AUTO, synchro PTP , couplage AC de la voie connectée , expansion horizon-

tale ×1, coupling DC de la source de déclenchement, désactivation du DELAY.

AUTOSET n’agit pas sur :POSITION H et V , VAR , INTENSITY.

1.3.2 L’oscilloscope numérique

Cet oscilloscope est entièrement numérique. Le signal affiché ne correspond pas

à une déviation directe d’un faisceau d’électrons par les tensions mesurées. Les

tensions mesurées sont traitées par un calculateur et l’affichage s’effectue ensuite

sur un moniteur. C’est en quelque sorte une centrale de mesure, un ordinateur et

un écran TV réunis. Cet oscilloscope permet des traitements sophistiqués comme

des mesures directes de fréquences ou de tensions, l’analyse spectrale (détermi-

nation des fréquences composant un signal quelconque), et permet également de

mémoriser des signaux non périodiques.

1.4 Utilisations élémentaires du mode mesure del’oscilloscope numérique : MEASURE

1.4.1 Mesures aux curseurs : CURSORS

L’OX 8050 dispose de curseurs de mesure fonctionnant aussi bien en mode

analogique qu’en mode numérique. Ces curseurs sont activés et désactivés par

simple pression sur la touche CURSORS .

On passe d’une voie à l’autre (lorsque c’est possible : en mode bicourbe) par pres-

sion sur la touche CH1/CH2 .

On déplace les curseurs en tournant le bouton TOGGLE et on passe d’un curseur à

l’autre par simple pression sur ce bouton.

La lecture des mesures se fait dans la zone de mesure en bas de l’écran, à droite.

L’utilisation des curseurs permet permet bon nombre de mesures et de caractéri-

sations des signaux électriques usuels :

1. ∆V : mesure de tensions ;

2. ∆t : mesure de temps ;

3. 1/∆t : mesure de fréquences ;


1.4. UTILISATIONS ÉLÉMENTAIRES DU MODE MESURE DE L’OSCILLOSCOPENUMÉRIQUE : MEASURE TP-COURS DE PHYSIQUE

4. ϕ : mesure de phases à trois curseurs (nécessite le mode bicourbe).

1.4.2 Mesures automatiques : AUTO

L’oscilloscope OX 8050 dispose d’un mode de mesures automatiques qui

fonctionne aussi bien en mode analogique que numérique. Dans ce mode de me-

sure les curseurs sont désactivés et les 17 mesures automatiques disponibles sont

proposées dans un menu à touches situé en bas de l’écran.

On active (désactive1) en mode de mesure automatique en appuyant sur la touche

AUTO .

On passe des mesures d’une voie à l’autre en appuyant sur la touche CH1/CH2 .

Les mesures disponibles sont répertoriées dans la table suivante. On se référera

à la figure suivante pour préciser la signification de ces grandeurs mesurées.

On passe d’une série de mesures à une autre en appuyant sur la touche RUN/STOP .

On remarquera une propriété importante des mesures automatiques : les résul-tats sont indépendants de la position de la courbe à l’écran ! Dans le cas par

exemple des mesures des temps de montée ou de descente, il n’y a plus, comme

dans le cas d’un oscilloscope analogique classique, à positionner manuellement la

courbe entre 10% et 90 % !

Pour finir notons que la plupart des mesures du mode automatique nécessitentpour être optimales qu’au moins deux périodes du signal soient affichées à

l’écran !

FIG. 1.1 – Définition des mesures automatiques.

1Lorsque l’on désactive le mode automatique, le dernier mode de mesure en cours reste actifdans la zone de mesure en bas de l’écran à droite.


1.5. UTILISATIONS ÉLÉMENTAIRES DU MODE NUMÉRIQUE : DIGITALTP-COURS DE PHYSIQUE

grandeur description grandeur descriptionVpp tension crète à crète du si-

gnal : Vpp = ymax − ymin

DC+ le rapport cyclique du

signal : DC+ = 100 ×W+

TVrms tension efficace du signal :

Vrms =

√

1

n

n∑

i=1

(yi − yGND)2

DC− le rapport cyclique du

signal : DC− = 100 ×W−T

Vavg tension moyennedu signal :

Vavg =1

n

n∑

i=1

(yi − yGND)

V max la tension maximale dusignal

F la fréquence du signal V min la tension minimale dusignal

T la période du signal V h la tension d’établisse-ment haute du signal

tr le temps de montée (10% à90 %)

V low la tension d’établisse-ment basse du signal

tf le temps de descente (90%à 10 %)

V amp amplitude de la ten-sion : V amp = V h − V low

W+ la largeur d’impulsion po-sitive à 50% de V amp

ϕ mesure du déphasage(nécessite deux courbesà l’écran)

W− la largeur d’impulsion po-sitive à 50% de V amp

TAB. 1.1 – Mesures automatiques disponibles sur l’OX 8050. Avec y la tensionde la voie 1 ou de la voie 2, et yGND la valeur du point représentant le zéro pourla voie considérée.

1.5 Utilisations élémentaires du mode numérique :DIGITAL

1.5.1 Présentation

L’utilisation du mode numérique sur l’oscilloscope OX 8050 passe tout d’abord

par l’activation du mode numérique (ou DIGITAL).

Activer le mode numérique en pressant la toucheDIGITAL

ANALOG. On notera que

l’on repasse au mode analogique en réappuyant

sur cette touche.



1.5.2 Gestion de l’acquisition

1.5.2.1 Présentation

L’utilisation du mode numérique et des différentes opérations mathématiques

qui l’accompagnent passe tout d’abord par un paramétrage convenable du mode

d’acquisition. Ce paramétrage est accessible dans le menu acquisition que nous

décrivons maintenant.

1.5.2.2 Menu acquisition ACQ

1.5.2.2.1 Activation du menu En mode numérique on active le menu acqui-sition par une pression sur la touche ACQ . Ce menu comporte les options pré-

sentées sur la figure suivante (1.2).

Remarque : On sort à tout moment de ce menu acquisition en pressant sur la touche

MENU OFF . En particulier pour lancer une acquisition il faut tout d’abord sortir du

menu acquisition en appuyant sur la touche MENU OFF .

Activer et désactiver le menu acquisition plusieurs fois.

1.5.2.2.2 Paramétrage de l’acquisition Nous décrivons maintenant les op-

tions les plus importantes du menu acquisition.

DIGITAL

ANALOG

REFRROLLSGL

HARDCOPY

ETSonETSoff

MATH

1k8k16k

UTILITY

T:0%T:25%T:50%T:75%T:100%T:inf

SAVE

E:offE:on

ACQ

G:offG:on

RUN/STOP

F:offF:on

FIG. 1.2 – Options du menu acquisition.

1.5.2.2.2.1 Modes d’acquisition : touche DIGITAL C’est la touche la plus

importante de ce menu car elle permet de choisir parmi trois modes d’acquisition

différents :

1. REFR : c’est le mode rafraîchissement pour lequel les affichages sont renou-

velés en permanence tant que l’on n’arrête pas le processus par une pression

sur la touche RUN/STOP . Ce mode est le plus couramment utilisé pour les

signaux répétitifs.

2. SGL : c’est le mode mono-coup dont le lancement est réalisé par une pres-

sion sur la touche RUN/STOP . Dans ce mode l’acquisition s’arrête dès que la

mémoire de l’oscilloscope est remplie.



3. ROLL : c’est le mode déroulement de droite à gauche. Ce mode est très

utile pour les signaux relativement lents (base de temps comprise entre 100

ms/div et 200 s/div)) et non répétitifs. D’ailleurs l’enregistrement ne démarre

que lorsque le signal étudié change notablement de valeur (enregistrement à

déclenchement).

L’acquisition s’arrête automatiquement quand il reste T% de mémoire libre

(trigger de mémoire). On peut aussi interrompre l’enregistrement par une pres-

sion sur la touche RUN/STOP mais dans ce cas l’enregistrement est perdu.

Le mode ROLL est paramétré à l’aide du menu UTILITY :

(a) si T=inf : le mode ROLL reste actif tant que l’on appuie pas sur la touche

RUN/STOP ;

(b) si T=25% par exemple (ou toute autre valeur permise), l’enregistrement

s’arrête lorsque 25% de la mémoire reste vide.

Les autres sous-menus sont bien moins importants et nous nous limitons à une

description très sommaire.

1.5.2.2.2.2 Mode sur-échantillonnage : touche HARDCOPY Ce mode de

sur-échantillonnage n’est applicable qu’aux signaux périodiques (donc en SGL ou

REFR).

1.5.2.2.2.3 Mode profondeur de mémoire : touche MATH Permet de régler

la taille de mémoire utilisable : 1 koctets, 8 koctets ou 16 koctets.

1.5.2.2.2.4 Positionnement du trigger de mémoire : touche UTILITYCe paramétrage accompagne le mode ROLL et a déjà été décrit.

1.5.2.3 Traitement mathématique : Analyse de FOURIER

1.5.2.3.1 Présentation L’oscilloscope OX 8050 dispose d’un mode de Trans-

formée de FOURIER discrète Rapide (TFR) qui permet re représenter à l’écran, en

mode numérique uniquement, le spectre de FOURIER du signal enregistré. L’algo-

rithme de calcul utilisé est le suivant :

Y (k) =1

N

N2−1

∑

n=−N2

y(n) exp

(

−j2πnk

N

)

(1.1)

avec N = 1024 échantillons.

Remarque : le mode MATH ne fonctionne qu’avec une seule voie affichée (ne fonc-

tionne pas en mode CHOP, ALT ou XY).

1.5.2.3.2 Activation du menu TFR : MATH On active le mode TFR, en mode

numérique uniquement, en pressant la touche MATH . Ce menu comporte les op-

tions présentées figure 1.3.



HARDCOPY

PRINT

MATH

BlckRectHannHamm

UTILITY

LogLin

SAVE

Exec

ACQ

FFTHarm

RUN/STOP

—

FIG. 1.3 – Options du menu acquisition.

1.5.2.3.3 Paramétrage du mode TFR : MATH Nous décrivons maintenant les

options les plus importantes du menu MATH.

1.5.2.3.3.1 Relance de l’acquisition : touche RUN/STOP La touche RUN/STOPpermet de lancer un enregistrement ou de le stopper sans avoir à sortir du menu

MATH.

1.5.2.3.3.2 Calcul de la TFR : touche SAVE Une pression sur la touche

SAVE lance le calcul de la TFR pour la voie enregistrée. Le résultat est affiché en

bas de l’écran à gauche.

1.5.2.3.3.3 Échelle verticale : touche UTILITY L’échelle verticale (ampli-

tude des harmoniques) peut être linéaire (Lin) logarithmique (Lin). Ce choix est

activé par une pression sur la touche UTILITY .

1.5.2.3.3.4 Mode FFT ou harmoniques : touche ACQ En mode FFT le bou-

ton TOGGLE permet de décrire le spectre de manière continue tandis qu’en mode

Harm le bouton TOGGLE fait passer le curseur d’un harmonique à un autre de ma-

nière discrète.

1.5.2.3.3.5 Fenêtre de pondération : touche MATH L’algorithme de TFR

de l’OX 8050 peut utiliser quatre fenêtres de pondération différentes sélectionnées

par la touche MATH :

– Rect = fenêtre rectangulaire ;

– Blck = fenêtre de BLACKMANN ;

– Hann = fenêtre de HANNING ;

– Hamm = fenêtre de HAMMING ;

Remarque : l’éventuelle composante continue du signal analysé est éliminée par

l’oscilloscope est n’apparaît pas dans le spectre.


1.6. MESURE DES RÉSISTANCES D’ENTRÉE ET DE SORTIETP-COURS DE PHYSIQUE

1.6 Mesure des résistances d’entrée et de sortie

On s’interesse à la mesure de la résistance d’entrée Re(oscillo) de l’oscilloscope

OX 8050,ainsi la résistance de sortie Rs(GBF ) du GBF.

1.6.1 Ohmètre

Re(oscillo)(ON) Re(oscillo)(OFF)

1MΩ 2MΩ

1.6.2 Méthode demi-tension

1.6.2.1 Méthode demi-tension

On admet que la méthode de demi-tension reste valable en régime sinusoidal

dans le cadre de l’ARQP.

1.6.2.2 La résistance de sortie Rs(GBF )

On réalise le circuit suivant :

R

R

s

GBF

V

On débranche la résistance variable et on mesure la tension Eeff = · · · .

On branche la résistance variable en parallèle avec le voltmètre numérique de

résistance d’entrée 1 MΩ.

On rappelle que si Rp et Rg deux résistances tel que Rp ≪ Rg alors :

• Association série : Rp + Rg ≃ Rg.

• Association parallèle : Rp//Rg ≃ Rp.

Le voltmètre mesure la tension V =R//RV

R//RV + Rs

Eeff ;et puisque RV //R ≃ R on fait

varier R jusqu’à V =E

2On mesure Rs(GBF ) = 50Ω

1.6.2.3 La résistance d’entrée Re(oscillo)

On réalise le circuit suivant :


1.7. CARACTÉRISTIQUES D’UN SIGNAL TP-COURS DE PHYSIQUE

R

R

s

GBF

Oscillo e

R

• Pour R = 0 on mesure la tension V =Re

Re + Rs

E et puisque Rs ≪ Re alors valeur

de E = V = · · ·• la tension mesurée par l’oscilloscope en utilisant la méthode de demi-tension

Voxcillo =Re(oscillo)

Rs(GBF ) + R + Re(oscillo)

; et puisque Rs(GBF ) ≪ Re(oscillo) et R alors pour

Voxcillo =Eeff

2alors Re(oscillo) = R = 1, 011 MΩ

1.7 Caractéristiques d’un signal

On fixe la fréquence du signal 1KHz (par exemple) et la valeur efficace du signal

(sinusoidal) mesuré par le multimètre numérique

Remarque- 3 Toute les mesures à l’oscilloscope sont faites en mode DC

1.7.1 Tension sinusoidal

Soit v(t) un signal sinusoidal délivré par un GBF

sinusoidal Vpp(V ) Vrms(V ) Vavg(V ) T (ms) F (Hz) W+(µs) W−

(µs) DC+ DC−

Vmax(V ) Vmin(V )Cursors 7,6 2,69 1,44 1 1000 520 480 52 48 5,36 -2,32

AUTO 7,66 2,96 1,28 1 999 500 500 49 49 5,2 -2,56

DIGITAL 8 3,04 1,36 1 1000 500 500 44 56 5,38 -2,62

1.7.2 Tension carrée

Soit v(t) un signal carré délivré par un GBF



T carrée Vpp(V ) Vrms(V ) Vavg(V ) T (ms) F (Hz) W+(µs) W−

(µs) DC+ DC−

Vmax(V ) Vmin(V )Cursors 7,66 3,88 1,44 1 1000 500 500 50 50 5,28 -2,48

AUTO 7,92 4,08 1,52 1 1000 480 500 48 500 5,52 -2,40

DIGITAL 7,92 4,30 1,52 1 1000 520 480 52 48 8,86 -5,76

1.7.3 Tension triangulaire

Soit v(t) un signal triangulaire délivré par un GBF

Triangulaire Vpp(V ) Vrms(V ) Vavg(V ) T (ms) F (Hz) W+(µs) W−

(µs) DC+ DC−

Vmax(V ) Vmin(V )Cursors 7,66 1,44 1 1000 500 500 50 50 5,36 -2,48

AUTO 7,76 2,64 1,52 1 1000 503 495 50 49 5,44 -2,3

DIGITAL 8 2,72 1,52 1 1000 480 520 48 52 4,16 -3,84

1.7.4 Relation entre valeur efficace Vrms et l’amplitude Vmax

1.7.4.1 Signal sinusoidal

Soit u(t) un signal alternatif sinusoidal d’amplitude UM et de période T .

Calculons U2rms =

1

T

∫ T

0u2(t) dt =⇒ U2

rms =1

T

∫ T

0U2

M cos2(ωt + ϕ) dt

U2rms =

U2M

2=⇒ Urms =

UM

2

Vérification expérimentale :



UPP 4,71 7,76 11,60 14,4

UM

Urms(exp) 1,60 2.18 3.80 4.8

Urms(theorique))

1.7.4.2 Signal carré

Soit u(t) un signal alternatif carrée d’amplitude UM et de période T .

Calculons U2rms =

1

T

∫ T

0u2(t) dt

U2rms = U2

M =⇒ Urms = UM

UPP 8.64 14.60 20.35 25.75

UM

Urms(exp) 2.36 4 5.6 7

Urms(theorique))

1.7.4.3 Signal triangulaire

On vérifie que :

Urms =UM√

3

UPP 4.68 7.76 11.45 14.20

UM

Urms(exp) 1.32 2.15 3 4

Urms(theorique))


tp_cours

Documents

Transcript of tp_cours