TP 07 - physique appliquée au LLA

BS 1 SE
TP
: ADAPTATION D'IMPÉDANCE
L'adaptation d'impédance
Adapter l’impédance d’un générateur {Ve, Rg} à un récepteur {R} consiste à transférer un
maximum de puissance de l’un à l’autre.
1. PREPARATION :
figure 1
Rg = 520 
On donne un GBF de tension sinusoïdale d’amplitude 2 V,
d’impédance interne équivalente à une résistance pure de
Rg = 50  + 470  , réglé sur la fréquence 2000 Hz. On
branche ce générateur sur une résistance pure R réglable
(figure 1).
Vs
R
Ve
1.1. Etablir l’expression de la puissance P fournie à R par ce générateur.
1.2. Etudier les variations de la fonction P en fonction de R et tracer le graphe
correspondant sur Excel (échelles : P va de 0 à 2mW, R va de 0 à 1200  ).
1.3. Pour quelle valeur de R, P est-elle maximale ? Comparer à Rg.
Quelle est alors la valeur de Pmax ?
1.4. Déterminer la valeur de P pour R = 10 . Conclure.
R est par la suite fixée à la valeur 10  .
1.5. Adaptation d'impédance avec un quadripôle LC
"LC impedance matching network"
Rg
On se propose d’augmenter la puissance
ve
fournie à cette résistance de 10  en
Ve
interposant, entre le générateur et cette
résistance, un quadripôle adaptateur, ce
quadripôle étant constitué d’éléments réactifs générateur
purs L et C. (figure 2).
Déterminer les valeurs à attribuer à L
et C pour que l'impédance Z formée par
C en parallèle avec l'association série
LR soit égale à Rg.
Méthode : - écrire Z = Rg en calculant pour Z le
produit sur la somme des impédances
- faire le produit en croix
L
R
Vs
C
adaptateur
charge
figure 2
Rg = 520 
L
Ve
Z
C
R
Vs
L
- égaler les parties réelles pour trouver que C = RRg
- on adapte à la fréquence de résonnance, donc L =
1
C
- remplacer L en fonction de C et 
1
et puis en connaissant C on a L = CRRg
 RRg
Calculer et choisir C et L disponibles.
Vérifier avec un calculateur en ligne : "http://leleivre.com/rf_lcmatch.html" par exemple.
solutions littérales à trouver : C
=
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: ADAPTATION D'IMPÉDANCE
2. MANIPULATION :
figure 1
Rg = 520 
2.1. Montage non adapté en impédances
Réaliser le montage de la figure 1.
Vseff2
Relever la courbe P =
en fonction de R
R
et vérifier les résultats prévus dans la préparation.
2.2. Montage adapté en impédances
Rg = 520 
2.2.1. Mettre en place le quadripôle
adaptateur { L , C } selon la
figure 2. Rappeler et mesurer
Ve
avec le pont RLC, les valeurs
Z
choisies pour R, C et L.
Vs
R
Ve
figure 2
L
R
C
Vs
La résistance série r de l'inductance a-t-elle une influence sur les performances
du montage adaptateur d'impédance ?
2.2.2. Pour R = 10  relever la courbes de Bode GdB = f(f) et  = f(f).
Quel est la fréquence de résonance fr et quels sont les valeurs d'amplification et
de phase à f = fr ?
2.2.3. Relever la courbe P en fonction de R. Interpréter les résultats obtenus.
2.2.4. Quel est, en dB, le gain en puissance procuré par l’adaptation ?
Pavec adaptation
rappel : GP = 10 log ( P
)
sans adaptation
2.2.5. On fixe la valeur de R à 10  . On fait varier la fréquence de + ou – 500 Hz de
part et d’autre de la fréquence 2000 Hz.
Représenter graphiquement P en fonction de la fréquence f.
Interpréter les résultats obtenus.
2.3. Si Rg < R, quel est le montage adaptateur qui convient ? Pourquoi ?
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