TP no 4 Mesure des caracteristiques des signaux alternatifs

Université Kasdi Merbah de Ouargla
Faculté des nouvelles technologies de L’information
Et de la communication
Département d’électronique et des télécommunications
Module : TP Mesure 1
Niveau : 2 ème Année Licence Instrumentation Pétrolière
Module : TP Mesure 1
TP no 4 : MESURE DES CARACTERISTIQUES DES SIGNAUX ALTERNATIFS
Objectif : Mesurer les grandeurs qui caractérisent les signaux alternatifs à savoir la fréquence et le déphasage entre
deux signaux avec les différentes méthodes de mesure.
Rappels
1. Présentation d’un signal alternatif
Une grandeur alternative (tension ou courant), qui évolue entre deux extremums
est caractérisée par
son amplitude et sa période (durée d’un cycle du signal) ou encore sa fréquence (l’inverse de la période).
Figure 1 : Représentation d’un signal sinusoïdal.
•
•
Une onde électrique alternative et périodique n’est pas forcément sinusoïdale ; ceci veut dire qu’un signal
carré, triangulaire ou même de nature quelconque pourra être considéré comme périodique.
La mesure de la fréquence d’un signal revient en fait à la mesure de sa période. La mesure de la fréquence d'un
signal alternatif périodique se ramène à compter le nombre de cycles que le signal effectue par seconde. La
fréquence et la période sont cependant inversement proportionnelles, soit
2. Procédés de mesures à l’aide de l’oscilloscope
2.1.
Mesure de tension
Pour mesurer une tension en utilisant l’une des deux voies de
de l’oscilloscope, il faudrait choisir un calibre de telle
manière que l’amplitude du signal crête à crête occupe la majeure partie de l’écran sans dépassement (pour
diminuer les causes d’erreur).
2.2.
Mesure de fréquence
Pour mesurer la fréquence d’un signal on choisit une position de la base de temps de telle manière que la période
du signal occupe la majeure partie de la longueur de l’écran.
2.3.
Mesure de déphasage
On appelle "déphasage"" la différence de phase entre deux signaux alternatifs de même fréquence.
Figure 2 : Représentation d’un déphasage entre deux signaux alternatifs de même fréquence.
fréquence
Il à deux méthodes pour mesurer le déphasage :
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Année Universitaire 2015/2016
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a. l’oscilloscope bi-courbe
On peut visualiser simultanément, à l'aide d'un oscilloscope double trace, deux tensions alternatives.
=
et =
− , de même fréquence. La mesure du décalage horizontal ̀ entre les deux
traces permet de mesurer le déphasage, puisque = 2 ̀/ . Dans le cas de la figure,
atteint le maximum
avant ,
est en avance sur ( positif). Pour que la mesure soit valable, il faut évidemment veiller à
synchroniser la base de temps de l'oscilloscope sur une seule des deux tensions.
b. Méthode des figures de Lissajous
Signaux de même fréquence
Sur un oscilloscope utilisé en mode XY, on applique sur l'entrée X la tension =
et sur l'entrée Y la
tension =
− , La courbe résultante est une courbe de "Lissajous". La courbe décrite par le spot est
une ellipse. L'examen de la figure permet de voir que le déphasage entre les deux signaux est tel que :
sin
=
Deux signaux de fréquences différentes :
On applique à la voie I et la voie II de l'oscilloscope deux signaux de fréquences différentes et en mettant
l’oscilloscope en balayage horizontal (Hor.ext) on obtient une courbe fermée. Si le rapport Fx/F0 est une fraction
irréductible (F0 : fréquence de valeur fixe et Fx fréquence variable).Donc on peut déterminer Fx si on connaît la
valeur de F0 par relation :
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(Feuille à remettre à la fin de la séance)
Nom :
Nom :
Nom :
Nom :
RESULTATS EXPERIMENTAUX
1. Equipements requis
a. KL 22001 Laboratoire de circuit de base Electrique/Electronique.
b. KL 24002 Module des expériences de l’électricité de base.
c. Multimètre, Oscilloscope, Résistance variable, Condensateur.
3. Manipulation
a. Mesure de tension
A l’aide du générateur de tension, appliquer une tension alternative à l’entrée de la voie 1 de l’oscilloscope :
1 - relever le signal par point sur une feuille millimétrique
2 - mesurer son amplitude crête à crête
3 - mesurer cette tension à l’aide d’un voltmètre
4 - porter ces valeurs sur le tableau 1.
5 - interpréter les résultats
c. Mesure de fréquence
Utiliser trois méthodes de mesure pour mesurer la fréquences .
A l’aide du GBF, appliquer à l’entrée de la voie 1 de l’oscilloscope, un signal sinusoïdal .
Remplir le tableau -2!" #$
!%&' (()&')*+ #$
!,-é./+ '+ è0-+ #$
!1 && 2)/& #$
Interpréter les résultats :
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c. Mesure de déphasage
1. méthode directe
-Réaliser le montage de la figure précédente ou G est un générateur de tension alternative,3c’est une capacité de
valeur égale à µf et R est résistance variable.
- Faire varier la résistance R et déterminer le déphasage pour chaque valeur de R (tableau3).
- Interpréter les résultats :
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2. méthode de Lissajous
Pour le même montage que celui de la figure précédente, déterminer le déphasage selon le tableau -4-
- Interpréter les résultats.
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