On se propose d’étudier un détecteur de son :
En entrée, le son est capté par un microphone.
En sortie, une LED indique le niveau sonore ambiant.
A- Partie théorique
A-1- Etude d'un filtre passe-haut
Montrer que la fonction de transfert de ce filtre est :
Vérifier qu’il s’agit de la fonction de transfert d’un filtre de type passe-haut.
Déterminer l’expression de l’amplification en tension : T(ω).
En déduire l’expression de
(amplification maximale) et de 
(gain maximal).
Montrer que la fréquence de coupure à –3 dB est :
Applications numériques :
En entrée, le son est capté par un microphone.
En sortie, une LED indique le niveau sonore ambiant.
A- Partie théorique
A-1- Etude d'un filtre passe-haut
Montrer que la fonction de transfert de ce filtre est :
Vérifier qu’il s’agit de la fonction de transfert d’un filtre de type passe-haut.
Déterminer l’expression de l’amplification en tension : T(ω).
En déduire l’expression de
(amplification maximale) et de (gain maximal). Montrer que la fréquence de coupure à –3 dB est :
Applications numériques :
A-2- Etude d'un détecteur de seuil à LED
L’A.O. est utilisé en montage comparateur.
Tracer la caractéristique de transfert Us(Ue) : on prendra Vsat± = ± 10 V.
A quelle condition sur la tension d’entrée Ue, la LED s’allume-t-elle ?
B- Partie expérimentale
Les amplificateurs opérationnels sont alimentés avec Vcc± = ± 12 V.
B-1- Etude d'un filtre passe-haut
Câbler le montage avec
Appliquer en entrée une tension sinusoïdale alternative d'amplitude crête à crête 1 V (GBF).
Visualiser à l'oscilloscope les tensions d'entrée et de sortie.
Tracer la réponse en fréquence du filtre G(f) : on se limitera à la plage [1 Hz, 1 kHz].
En déduire le gain maximal, l'amplification maximale et la fréquence de coupure.
Comparer aux valeurs théoriques.
B-2- Etude d'un détecteur d’amplitude
Un détecteur d’amplitude a pour rôle d’extraire la valeur crête d’un signal alternatif :
B-3- Etude d'un détecteur de seuil à LED
La tension de référence UREF est une tension continue (sortie 6 V de l'alimentation HP
3630A).
On applique en entrée une tension continue fournie par un GBF.
Que fait ce circuit ? Comparer à la théorie.
B-4- Synthèse : détecteur de son
B-4-1- Capteur de son : le microphone
- son amplitude augmente avec le niveau sonore
- sa fréquence augmente avec la hauteur du son (un son aigu est plus « haut » qu’un
son grave).
B-4-2- Analyse du fonctionnement
Afin de comprendre le fonctionnement du détecteur de son, nous allons dans un premier temps appliquer en entrée un signal fourni par un GBF.
On simule ainsi la réponse d’un microphone :
Régler Uref à +3 V.
Générer avec le GBF une tension sinusoïdale alternative de fréquence 1 kHz et d’amplitude
crête à crête 100 mV.
Visualiser à l’oscilloscope les tensions u1 et u2 puis u3 (dessiner les oscillogrammes).
Augmenter l’amplitude du signal d’entrée u1 (ce qui revient à simuler un son plus intense) et
observer l’état de la LED.
Préciser le rôle du filtre passe-haut, du détecteur d'amplitude, du détecteur de seuil et enfin de
la LED. En déduire le principe de fonctionnement global du montage.
B-4-3- Détecteur de son
Visualiser la tension u2.
Quel est le rôle de la tension UREF ?
Remarque : pour une meilleure sensibilité, remplacer 100 kΩ par 1 MΩ.
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