Télécharge Filtre RLC passe-bande et plus Lectures au format PDF de Physique sur Docsity uniquement! TP MP Licence Creative Commons 1 Filtre RLC passe-bande 1. Introduction On se propose de réaliser un filtre RLC passe-bande très sélectif et d’étudier sa réponse à un signal créneau. Matériel : . Bobine de transformateur. . Boîte à décades de condensateurs. . Boîte de résistances ×10. . Oscilloscope. . Multimètre. . Générateur de signaux. . Amplificateur linéaire intégré. . Alimentation double +15/-15 V. 2. Étude en régime sinusoïdal Le filtre est constitué d’un condensateur de capacité C, d’une bobine d’inductance propre L et de résistance interne rb, d’une résistance R. La figure suivante représente le filtre avec la tension d’entrée Ve et la tension de sortie Vs. Le générateur de signaux avec sa résistance de sortie Rs = 50 Ω est aussi représentée. Générateur de signaux Ve Vs C L R rb Bobine Rs e On choisit C = 100 nF et R = 10 Ω. On utilisera la fonction de mesure de valeur efficace de l’oscilloscope. [1] Réaliser des mesures de valeurs efficaces de Ve et Vs pour plusieurs fréquences mais sans changer le réglage d’amplitude du générateur, afin d’obtenir le tracé du gain en fonction de la fréquence. Le tracé devra contenir le maximum du gain et s’étendre jusqu’à environ - 20 dB par rapport à ce maximum. [2] Déduire de la courbe la fréquence de résonance du filtre (f0) et son facteur de qualité. Calculer la valeur de L. [3] Tracer aussi la valeur efficace de Ve en fonction de la fréquence. [4] Réaliser une simulation avec Python permettant de reproduire les deux courbes précé- dentes. TP MP Licence Creative Commons 2 3. Réponse à une signal créneau [5] Régler le générateur de signaux en mode signal créneau, à une fréquence proche de f0. Proposer une explication à la forme du signal Ve(t). [6] Toujours en signal créneau, choisir une fréquence environ 20 fois plus faible que f0. Proposer une explication à la forme du signal Ve(t). Pour appliquer un signal créneau à l’entrée du filtre, on doit interposer un suiveur de ten- sion entre le générateur et le filtre. Un suiveur de tension peut être réalisé au moyen d’un amplificateur linéaire intégré (ALI), comme le montre la figure suivante : Générateur de signaux Ve = e Vs C L R rb Bobine Rs + 15 V -15 V ALI e i+ e s + OUT OUT + 15 V -15 V ALI 741 L’ALI est un circuit intégré qui doit être alimenté. Dans ce montage, on utilise une alimentation double délivrant +15 V par rapport à la masse et -15 V par rapport à la masse. Le montage suiveur fonctionne de la manière suivante. L’ALI est un amplificateur différentiel à très fort gain, dont la tension de sortie, notée ici s, s’exprime en fonction des tensions des entrées inverseuse (-) et non inverseuse (+) par la relation : s = µ(V+ − V−) avec µ ≈ 105. La sortie de l’ALI étant reliée à l’entrée -, on a V− = s. Par ailleurs, l’intensité du courant i+ est négligeable car la résistance d’entrée de l’entrée + est beaucoup plus grande que la résistance de sortie du générateur. Il s’en suit que V+ = e et que : s = µ(e− s) d’où on déduit : s = µ 1 + µ e ≈ e La résistance de sortie du montage suiveur est très faible (quelques milliohms), ce qui fait que l’ensemble générateur plus suiveur est équivalent à une source tension idéale. Le prix à payer pour cet avantage est que la sortie de l’ALI ne peut fournir un courant d’intensité supérieure
