TP 07 - physique appliquée au LLA
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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 = Lycée Louis Armand - Mulhouse TP de physique appliquée - Hassenboehler page 1/2 BS 1 SE TP : 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 ? Lycée Louis Armand - Mulhouse TP de physique appliquée - Hassenboehler page 2/2