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SN1 : cours et TD filtrage analogique

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1.Exemples d’utilisations de filtres analogiques.

2. Définition : transmittance, gain, différence de phase, fréquence de coupure bande passante.

3. Méthode d’étude d’un filtre : étude théorique d’un filtre, tracé du diagramme de bode, action sur un signal périodique.

1er ordre freq

SN1 : TP Etude d’un filtre passif

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Théorie, simulation, mesures point par point, mesures automatisées.

1. Etude théorique du filtre RC ( gain et déphasage)
2. Mesures point par point ( tracé des diagrammes de Bode avec un tableur  : gain et déphasage)
3. Simulation avec le logiciel ISIS ( tracé des diagrammes de Bode : gain et déphasage)
4. Mesures automatisées : pilotage de l’oscilloscope numérique et du GBF programmable à l’aide du logiciel d’acquisition.

SN1 : TD régime sinusoïdal

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Expression mathématique d’un signal sinusoïdal :

1. Amplitude, valeur efficace.
2. Fréquence, pulsation.
3. Phase à l’origine.
4. Déphasage entre deux signaux.
5. Expression temporelle.

Nombre complexe associé à un signal sinusoïdal :

1. Forme algébrique ou cartésienne.
2. Forme trigonométrique ou polaire.

Etude du filtre RC en sinusoïdal :

1. Transmittance. comlexe.
2. Module et argument.
3. Gain.
2. Diagramme de Bode.

SN1 : TD régime sinusoïdal

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Révision nombre complexe

Forme polaire et algébrique d’un nombre complexe.
Addition et soustraction de deux nombres complexes.
Multiplication et division de deux nombres complexes.
Conjugué, opposé et inverse d’un nombre complexe.

SN1 : TP régime sinusoïdal – Introduction au filtrage.

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Un circuit simple est soumis à une tension sinusoïdale uE(t).

isis

L’objectif est de déterminer les caractéristiques de la tension uS(t) (amplitude et phase à l’origine) pour différentes fréquences du signal d’entrée.

Etude théorique à l’aide d’un tableur.
Simulation à l’aide du logiciel ISIS.
Réalisation du montage et mesures à l’oscilloscope.

SN1 : TD Le régime sinusoïdal

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1) Importance du régime sinusoïdal

En électrotechnique.
En analyse du signal.
En transmission du signal.
Autres domaines (mathématiques,mécanique, physique…)

2) Expression mathématique d’un signal sinusoïdal

Amplitude, valeur efficace.
Fréquence, pulsation.
Phase à l’origine.
Déphasage entre deux signaux.

Cliquer sur l’image pour voir l’animation :« déphasage entre deux signaux sinusoidaux »

SN1 : évaluation n°2

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Courant continu : Fléchage des tensions, lois des tensions, lois d’ohm, pont diviseur de tension, calcul des potentiels, théorème de Millman, caractéristiques U=f(I) d’un dipôle, point de fonctionnement.
Signal périodique : période, fréquence, valeur crête à crête,rapport cyclique, valeur moyenne , valeur efficace, valeur efficace de la composante alternative.

SN1 : TP Révisions des savoirs faire expérimentaux

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1ère PARTIE : SIGNAUX GENERES PAR LE GBF

Signaux utilisés :
u1 : signal sinusoïdal d’amplitude 1V de fréquence 1kHz.
u2 : signal carré d’amplitude 2V de fréquence 1kHz.
u3 : signal en créneaux 0V/8V de rapport cyclique a = 0,6 de fréquence 500Hz.
Mesures :
Régler le GBF pour obtenir le signal voulu.
Relever l’oscillogramme.
Effectuer les différentes mesures, en utilisant le matériel adapté : fréquence f, valeur crête à crête UCC, valeur moyenne <u>, valeur efficace U

2ème PARTIE : SIGNAUX ISSUS DE CAPTEURS

Signaux utilisés (1 parmi les 4) :
u1 : signal Uvitesse (sortie capteur de vitesse)
u2 : signal audio (sortie micro +préampli)
u3 : signal Ulum (sortie montage photorésistance)
u4: signal URVB (sortie capteur RVB)

3ème PARTIE : SIGNAUX PREENREGISTRES

Générer le signal 1 sur la voie de sortie AO0 et visualiser le signal à l’oscilloscope.
Mesurer les différents paramètres du signal en utilisant l’un ou l’autre des appareils.

4ème PARTIE : SIGNAUX PWM

Réaliser un programme permettant d’envoyer un nombre de 0 à 255 sur une sortie PWM.
Visualiser la tension de sortie à l’oscilloscope pour les valeurs suivantes : N= 0, 50, 100, 200.
Mesurer dans chaque cas le rapport cyclique et la valeur moyenne du signal.

SN 1 : TD représentation temporelle du signal

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Notions révisées :

Valeur moyenne d’un signal périodique.
Valeur efficace d’un signal périodique.
Décomposition d’un signal périodique.

Lundi 12 octobre – évaluation n°2 :

Courant continu : Fléchage des tensions, lois des tensions, lois d’ohm, pont diviseur de tension, calcul des potentiels, théorème de Millman, caractéristiques U=f(I) d’un dipôle, point de fonctionnement.
Signal périodique : période, fréquence, valeur crête à crête,rapport cyclique, valeur moyenne , valeur efficace, valeur efficace de la composante alternative.

SN1 : cours propriétés temporelles du signal

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Notions abordées :

1) Représentation temporelle du signal.
2) Signaux périodiques : valeur maximale, minimale, crête à crête, période, fréquence, rapport cyclique.
3) Valeur moyenne d’un signal périodique.
4) Valeur efficace d’un signal périodique.
5) Décomposition d’une grandeur périodique.

signal creneau

Travail pour le mercredi 7 Octobre : fiche d’exercices « valeurs« 

SN1 : TP mesures – signaux

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OBJECTIFS

1. Relever les oscillogrammes et les grandeurs caractéristiques pour différents signaux.
2. Utiliser pour cela les différents appareils à disposition dans la salle : Voltmètres, oscilloscope numérique, carte d’acquisition.
3. Utiliser le logiciel d’acquisition et la carte E/S pour générer un signal préenregistré.
4. Mettre en évidence les limitations en fréquence des différents appareils de mesures.

Screen Capture

SN1 : Evaluation n°1

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1. Evaluation n° 1 sujets et devoirs

Fléchage des tensions et des courants
Tensions et potentiels
Calcul de résistance de protection
Circuit avec 2 sources

2. Fin du cours : complément sur les dipôles actifs

Source de tension parfaite.
Générateurs réels. Caractéristique, Modèle de Thévenin.
Association de dipôles actifs. Point de fonctionnement.

SN 1 : TD bases de l’électronique

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Notions abordées

– Source de tension parfaite, caractéristique, courant de court-circuit.
– Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
– Résistances équivalentes.
– Relation du diviseur de tension.
– Montage avec plusieurs sources de tension : théorème de Millman ou de superposition.

SN1 : TP acquisition des signaux

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Objectifs :

Acquérir des signaux via un oscilloscope.
Mémoriser un signal ou une collection de signaux.
Modifier les noms et les unités des signaux.
Afficher les graphes des signaux.
Manipuler les graphes (échelles, curseurs, zooms).
Exporter l’image d’un graphe vers un traitement de texte.
Exporter les données d’un graphe vers un tableur.
Modifier un signal (supprimer des points ou en rajouter).
Réaliser une opération sur un signal.
Modéliser un signal.
Charger une collection de signaux.
Lisser ou mettre en forme un signal.

filtrage

SN1 : TD révisions des bases de l’électronique

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Notions abordées

– Résistances équivalentes.
– Diviseur de tension à vide.
– Potentiomètre.

SN1 : TD révisions des bases de l’électronique

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Notions révisées :

– Loi d’additivité des tensions.
– Potentiels. Masse et Terre.
– Fléchage des tensions et des courants.
– Conventions générateur et récepteur.
– Lois des noeuds.
– Loi d’ohm.
– Puissance électrique.

Bases de l’électronique

SN1: TP montages électroniques simples

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Notions abordées :

– Générateur réel, caractéristique, courant de court-circuit.
– Loi d’ohm.
– Résistances équivalentes.
– Relation du diviseur de tension.

TP montages électroniques simples :

– Réaliser un montage électrique à partir d’un schéma.
– Vérifier par la mesure les différentes lois de l’électricité.
– Générer un signal à l’aide du GBF.

SN1 : TD notions de base

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Notions abordées :

Notations.
Homogénéité des formules.
Unité et ordre de grandeur.
Exemple de calcul simple.
Unité de base.
Multiple des unités.
Equation d’une droite.
Erreurs fréquentes.

SN1 : TP révisions des bases de l’électronique

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Présentation du programme des deux années.

procédé

TP révisions des bases de l’électronique

Notions abordées : Source de tension, potentiels, masse, intensité , convention de fléchage, générateurs et récepteurs, loi d’additivité des tensions, loi d’ohm, court-circuit, fusible, associations de résistances, diviseur de tension, homogénéité des formules.

Manip n°1 : résistances et ohmmètre.

Manip n°2 : Alimentation stabilisée, pont diviseur de tension, voltmètre.

Manip n°3 : Alimentation stabilisée, résistance de protection , DEL, voltmètre.

Manip n°4 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),voltmètre

Manip n°5 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance),oscilloscope.

Manip n°6 : Alimentation stabilisée, capteur d’éclairement (LDR et résistance), carte NI +logiciel d’acquisition.

SN1 : TD systèmes linéaires

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Systèmes passe bas d’ordre 2 :

Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

Ondes :

ondes mécaniques et électromagnétiques.

SN1 : TD systèmes linéaires du 2nd ordre

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Systèmes passe bas d’ordre 2 : Réponse indicielle et diagramme de Bode.

2eme ordre freq

SN1 : TD Systèmes du 1er ordre

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Exercice passe bas du 1er ordre

1er ordre freq
Equivalence entre la réponse temporelle et fréquentielle.
Transmittance statique.
Constante de temps du système (s).
Gain statique (dB).
Pulsation de coupure du système (rad.s-1).
Fréquence de coupure du système (Hz).

SN1: TD systèmes linéaires

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Identification par réponse indicielle

repind
Cette méthode consiste à soumettre le système à un échelon et à analyser sa réponse.

Identification par réponse fréquentielle

Lorsque l’étude de la réponse indicielle est insuffisante pour identifier le système (doute sur l’ordre par exemple), il est parfois indispensable d’étudier sa réponse fréquentielle. (diagramme de Bode).

Passe bas du 1er ordre

Equation différentielle.
Transmittance complexe.
Transmittance statique T0.
Constante de temps du système (s).
pulsation de coupure du système (rad.s-1).
Frequence de coupure du système (Hz).
Exercice passe bas du 1er ordre

SN1 : DS acquisition d’une grandeur physique

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DS acquisition
Exercice 1 : Chaîne de traitement numérique (rôle des différents éléments).
Exercice 2 : Extrait BTS : CD audio (Shannon, fréquence d’échantillonnage, quantum).
Exercice 3 : Capteur analogique et numérique de pression (sensibilité, résolution).
Exercice 4 : Filtrage su signal issu d’un capteur (fréquence de coupure, spectre du signal d’entrée, spectre du signal de sortie).
Exercice 5 : Capteur de température TMP102 (trames I2C).

trame i2c

SN1 : Systèmes physiques linéaires

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1. Exemples de systèmes en boucle ouverte  et en boucle fermée :

Positionnement d’un robot.
Vitesse d’un véhicule.
Fonctionnement d’un lave-vaisselle.
Maintien de la station debout chez l’homme.

2. Vocabulaire et définitions :

Définition d’un système, entrée, sortie.
Régime transitoire.
Régime permanent.
Différents types d’excitations.

Impulsion de dirac.
Echelon.
Rampe.
Signal sinusoïdal.

Résumés de cours