Partie N°1

I Montage « 0 » : diagramme de Bode

 

On vous rappelle que le diagramme de Bode est un moyen de représenter le comportement fréquentiel d'un système (voir cours).

On trace alors la courbe :

On appelle T la fonction de transfert du montage (c’est le signal de sortie divisé par le signal d’entrée). Notre diagramme va permettre de tracer le gain du montage en fonction de la fréquence (plus pratique qu’en fonction de t!).

 

Voici notre premier montage (son nom est « pont diviseur de tension »):

Ce premier montage n’a aucun sens pour l’étude des filtres puisque les éléments utilisés, des résistances, n’ont pas d’action sur la partie temporelle (seul le gain sera modifié) mais les objectifs de ce premier montage sont de bien comprendre ce qu’est un diagramme de Bode et de savoir utiliser le tracé du diagramme par le logiciel.

 

I.1 : Etude du montage

1. Sachant que l’alimentation alternative est du type 1V (50 Hz). Calculez le courant circulant dans les résistances.
2. En déduire la tension Vs aux bornes de la résistance R2
3. Calculez la valeur de 20 × Log (Vs/Ve)

 
I.2 : Simulation du montage

Les composants du montage et leur utilisation:

• La résistance R1 (220Ω) est à prendre dans la librairie des composants (component – from libraries – Resistors – 2 Watt Metal film). La valeur peut être réglée en double cliquant sur le composant déposé sur le schéma ou en faisant un clic droit puis 'edit properties'.
• Le générateur alternatif: icône « generator mode » puis « SINE ».

                                                

• La masse :

 
• Le graphe pour tracer le diagramme de Bode :

 
Ensuite il nous faut paramétrer ce graphe : click droit puis « edit graph »:

 

On choisit en « Reference » notre générateur, ici R1(1)

Puis on règle les fréquences (start et stop) ici entre 10Hz et 10 MHz
On valide en cliquant sur « OK »

• On place ensuite la sonde de tension C1(1) sur le schéma. Elle est à prendre ici et à placer là où l’on veut relever ou visualiser la tension (ici entre R1 et R2):

• Ensuite il reste à associer la sonde de tension au graphe. Il faut cliquer que sur la sonde et la glisser sur le graphe. Elle doit apparaître comme ceci :

 

 
Pour lancer la simulation on se met sur le graphe, on fait un clic droit, et on choisit « Simulate Graph ». Le diagramme de bode apparaît (ici une ligne droite car quelque soit la fréquence la tension aux bornes de R2 est constante.

1. Relevez le diagramme de bode tracé par le logiciel.

2. Le gain est-il constant ?

3. Retrouvez-vous le résultat calculé théoriquement ?    Faites valider vos résultats par le professeur

  

 

II Montage N°1 :

 

Cette fois on attaque avec un vrai montage « filtre » :

Le condensateur est à prendre dans la librairie des composants (component – from libraries – Capacitors - Generic - Real capacitor model). Il faudra le mettre à la valeur de 10.10^-6 Farads c'est à dire 10μF (μ = micro = 10^-6 = lettre 'u' dans le logiciel)

 
1. Relevez le diagramme de Bode tracé par le logiciel.
2. Que fait le filtre ?
3. S’agit-il d’un
      □ passe bas     □ passe-haut      □ passe-bande      □ coupe-bande        □autre
4. Mesurez sa fréquence de coupure (fréquence où le gain a perdu 3 dB)

 

 

III Montage N°2 :

On se mettra entre 10 et 100 MHz

 

1. Relevez le diagramme de Bode tracé par le logiciel.
2. Que fait le filtre ?
3. S’agit-il d’un
     □ passe bas      □ passe-haut      □ passe-bande       □ coupe-bande      □autre
4. Mesurez sa fréquence de coupure