Iii elimination de la porteuse : montage detecteur d’enveloppe








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titreIii elimination de la porteuse : montage detecteur d’enveloppe
date de publication20.05.2017
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TP de physique (TS Spécialité) : ETUDE DE LA DEMODULATION D’AMPLITUDE
Objectifs :

  • De façon expérimentale, étudier les différentes étapes permettant de démoduler un signal pour le récupérer.

  • Choisir les composants électriques d’un montage de démodulation d’amplitude pour récupérer le signal modulant dans les meilleures conditions.


I) TENSION MODULANTE uS(t) ET PORTEUSE up(t)
Réaliser le montage délivrant une tension modulée en amplitude um(t).

Les caractéristiques de uS(t), U0 et up(t) sont les suivantes :
US(t) : fS = 200 Hz (déjà réglé) et USm = 1V
U0 : tension continue de valeur 1,5 V (à régler en utilisant le bouton « décalage » du GBF)
UP(t) : fP = 100 kHz, UPm = 6 V
II) SIGNAL MODULE um(t)
Réaliser les branchements de manière à visualiser simultanément :


  1. sur la voie 1 de l’oscilloscope, la tension modulante uS(t) additionnée de la composante continue U0.

  2. sur la voie 2, la tension modulée um(t) à la sortie du multiplieur.



III) ELIMINATION DE LA PORTEUSE : MONTAGE DETECTEUR D’ENVELOPPE



III-1) Montage
Le montage permettant l’élimination de la porteuse est le montage schématisé ci-après (à ne pas réaliser pour l’instant)

La diode est une diode au germanium, R1 = 47 k et C1 = 4,7 nF.


III-2) Rôle de la PARTIE 1 : montage redresseur


  1. Réaliser sur la plaquette de montage MD10420 le montage correspondant à la PARTIE 1 (attention la résistance R1 vient prendre la place du condensateur C1 schématisé sur la plaquette de montage).

  2. Appliquer entre le point A et la masse M la tension modulée obtenue à la sortie du multiplieur.

  3. Visualiser sur la voie 1 de l’oscilloscope la tension modulée uAM = um(t) et sur la voie 2 la tension uBM aux bornes de la résistance R1 (47 k).

  4. Quel est le rôle de la diode associée à la résistance R1 


Choix de la diode :


  1. Remplacer la diode au germanium par la diode au silicium. D’après les observations quelle est la diode la mieux adaptée ?

  2. Les tensions seuils (tension aux bornes de la diode à partir de laquelle celle-ci conduit le courant dans le sens passant) des différentes diodes sont respectivement :

diode au germanium US1 = 0,3 V ; diode au silicium US2 = 0,6 V

Que conclure sur les caractéristiques (tension de seuil) de la diode permettant une démodulation optimale ?


III-3) Rôle de la PARTIE 2 


  1. Replacer la diode au germanium à la place de celle au silicium.

  2. Ajouter la PARTIE 2 au montage de la PARTIE 1.

  3. Visualiser sur la voie 1 de l’oscilloscope la tension modulée uAM = um(t) et sur la voie 2 la tension uCM aux bornes du condensateur C1 (4,7 nF).

  4. Quelle est la fonction réalisée par ce montage (PARTIE 1 + PARTIE 2) ?

  5. L’association en parallèle des deux dipôles R1 et C1 constitue un « filtre passe-bas » qui laisse passer uniquement les basses fréquences. Justifier.



Choix du condensateur :


  1. Donner successivement à la capacité C1 les valeurs 1 nF et 120 nF.

  1. la tension uCM(t) doit comporter le signal à transmettre. Les valeurs 1 nF et 120 nF pour C1 peuvent-elles être retenues pour cette étape de la démodulation ?

  1. Calculer la valeur de la constante de temps 1 = R1.C1 du dipôle RC pour chacune des valeurs de C1 utilisées.

  2. A partir des données du § I calculer les périodes du signal modulant et de la porteuse. Comparer les valeurs des constantes de temps 1 aux périodes TS et TP du signal modulant et de la porteuse. Conclure sur les conditions à réaliser sur 1 pour obtenir un signal qui reflète au mieux le signal à transmettre.



IV) ELLIMINATION DE LA COMPOSANTE CONTINUE



Compléter le montage du § III afin de réaliser le montage schématisé ci-dessous (utiliser une autre plaquette de montage) :

On prendra R2 = ……. k et C2 = 120 nF.


  1. Visualiser les tensions uCM (t) et uDM (t) à l’oscilloscope.

  2. L’association série (R2, C2) modifie-t-il la fréquence de la tension uCM(t) ?

  3. Quelle est la fonction réalisée par l’association série (R2, C2) ?

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