I – INSTRUMENTS POUR LES GRANDEURS ELECTRIQUES VARIABLES
1 – Le GBF : Générateur Basses Fréquences
Souvent, les signaux
étudiés sont périodiques.
1-1 Faire une recherche Google sur les termes
suivants :
- signal périodique
- amplitude
- période
- fréquence
1-2 Présenter une synthèse de ces recherches pour
donner une définition d’un signal périodique et de ses principales
caractéristiques. Donner la relation entre période T et fréquence F.
Le GBF est un
générateur de tension, qui fournit un signal périodique de fréquence et
d’amplitude réglables. Trois formes de signaux sont disponibles.
1-3 Faire une recherche images.google.fr sur les termes
suivants (attention à garder les guillemets) :
- "signal carré"
- "signal triangulaire"
- "signal sinusoïdal"
1-4 Proposer une image pour illustrer chacune de
ces formes de signaux.
|
Repère |
Fonction |
|
1 |
Règle le calibre de fréquence |
|
2 |
Règle la forme du signal |
|
3 |
Réglage GROSSIER de la fréquence |
|
4 |
Réglage FIN de la fréquence |
|
5 |
Réglage de l’amplitude |
|
6 |
Réglage de l’offset (voir ci-dessous) |
ATTENTION
A L’OFFSET : faire vérifier le réglage d’offset par un professeur
L’offset est
un décalage vertical de la tension par addition d’une composante continue. Dans
le cadre de ce TP, un tel décalage
n’est pas souhaitable et on le règlera à zéro. Pour cela, placer la fente de la
vis d’offset HORIZONTALEMENT.
1-5 Le haut-parleur permet de transformer une tension électrique variable en son.
Réaliser le montage suivant
Mettre une résistance de 1kOhm
Régler la fréquence de GBF entre 300Hz et 2kHz
1-6 Noter l’effet
des boutons suivants du GBF sur le son entendu.
2 – L’oscilloscope
Attention ! L’oscilloscope est un instrument de MESURE.
Il n’a aucune influence sur le montage étudié. Il donne une image de la tension
périodique d’entrée en fonction du temps.
Façade avant de
l’oscilloscope.
|
Repère |
Nom |
Fonction |
position
initiale |
|
|
ON |
Commutateur marche – arrêt. |
ON |
|
1 |
intens |
Réglage de la luminosité du faisceau |
médiane |
|
2 |
Foc |
Réglage de la netteté du faisceau |
|
|
3 |
|
Déplacement horizontal des deux traces |
centré |
|
9A |
|
Déplacement vertical de la trace de la voie A. |
centré |
|
9B |
|
Déplacement vertical de la trace de la voie B. |
centré |
|
6 |
s /ms /ms |
Réglage de la durée de balayage |
|
|
7A |
0 |
Sélecteur 0, DC, AC de la voie A. |
0 |
|
7B |
0 |
Sélecteur 0, DC, AC de la voie B. |
0 |
|
8A |
v - mV |
Sensibilité ou échelle verticale de la voie A. |
|
|
8B |
v - mV |
Sensibilité ou échelle verticale de la voie B. |
|
|
YA |
|
fiche BNC - entrée de la tension à visualiser sur la voie A. |
|
|
YB |
|
fiche BNC - entrée de la tension à visualiser sur la voie B. |
|
|
18 |
dual |
Visualisation d'une voie relâché, des 2 voies enfoncé |
Relâchée |
|
19 |
add |
Addition des 2 voies |
Relâchée |
|
10 |
– YB |
Inversion de la tension voie B. |
Relâchée |
· Le réglage de la durée de balayage (6) permet d’adapter la visualisation du signal à sa période. La valeur indiquée par ce bouton donne l’échelle du temps en abscisses.
Ex : je règle la durée de balayage sur 10ms. Alors, un carreau suivant l’axe des abscisses correspond à 10ms. Si mon signal à une période de 2.6 carreaux sur l’oscilloscope, je peux en déduire sa période en secondes : T = 2.6 * 10*10^-6 = 26ms .
· Le réglage de la sensibilité verticale (8A et 8B) permet d’adapter la visualisation du signal à son amplitude. La valeur indiquée par ce bouton donne l’échelle de la tension en ordonnées.
Ex : je règle la sensibilité verticale sur 0.1V. Alors, un carreau suivant l’axe des ordonnées correspond à 0.1V. Si mon signal à une amplitude de 4.3 carreaux sur l’oscilloscope, je peux en déduire son amplitude en Volts : A = 4.3 * 0.1 = 430mV .
- Il faut bien régler le zéro de l’oscilloscope.
Pour cela on règle l’interrupteur 7 (A ou B suivant la voie à régler) sur
0 (gnd) et on positionne la ligne horizontale sur le milieu de la grille
avec le bouton 9 (A ou B)
Brancher l’oscilloscope sur le montage précédent comme sur la photo ci-après :
Calibrer la durée de balayage de l’oscilloscope (bouton 6) pour observer correctement le signal délivré par le GBF (n’hésitez pas à demander de l’aide).
2-1
Reproduire sur une grille polycopiée (demander à un professeur) le signal vu sur l’écran de l’oscilloscope.
Par une mesure de la période sur l’oscilloscope, vérifier que la fréquence du signal est bien celle affichée par le GBF.
2-2
Mesurer l’amplitude du signal.
2-3
Noter les effets des différents boutons du GBF sur la trace à l’oscilloscope :
- fréquence
- amplitude
- type de signal
2-4
En déduire les relations entre les caractéristiques du son entendu (volume, hauteur, timbre) et celles du signal délivré par le GBF (amplitude, fréquence, forme du signal), en vous aidant des observations faites en I 1-6.