Les oscilloscopes numériques possèdent tous à l’heure actuelle un module de calcul de FFT pour effectuer l’analyse fréquentielle des signaux. Contrairement aux véritables analyseurs FFT, ces oscilloscopes n’ont pas de filtre anti-repliement (anti aliasing filter). On observe alors le phénomène gênant de repliement de spectre.

Lorsque l’on connecte un signal carré (riche en harmonique) et que l’on effectue une analyse FFT, on peut obtenir une « foret de raies » sur l’écran si la fréquence d’échantillonnage n’est pas très grande devant la fréquence fondamentale du signal. Comme les amplitudes sont généralement affichées en dBV, cela amplifie le phénomène.

La figure ci-dessous illustre ce qu’il se passe pour un signal carré de fréquence 100kHz et pour une fréquence d’échantillonnage de 2,5MHz (ou MS/s : Mega Samples per second) sur un oscilloscope Tektronix de la famille TDS2000.Screen Capture

Afin d’obtenir un résultat plus conforme à l’analyse fréquentielle d’un signal carré (harmoniques impaires uniquement) il convient de choisir une fréquence d’échantillonnage beaucoup plus grande et d’utiliser la fonctionnalité zoom. En sélectionnant les curseurs sur la source Math  (L’analyse FFT est effectué en utilisant le bouton Math Menu) il est possible de mesurer les amplitudes des différentes composantes fréquentielles exprimées en dBV. En sachant qu’il s’agit d’un signal carré symétrique, retrouvez son amplitude !Screen Capture

illustrationFMLe DS N°1 du module EA pour le semestre 3 des étudiants du département GE1 est programmé ce lundi 30 sept 2013 et aura comme thématique principale l’étude des oscillateurs et les transmissions en modulation de fréquence. Ce DS s’appuiera donc fortement sur le contenu du premier chapitre en incluant les thèmes abordés lors des travaux pratiques effectués depuis la rentrée. Bien évidemment il n’est pas exclu que certaines parties du DS reprenne des thématiques abordés lors du précédent DS de connaissances minimales. Pour vous guider dans votre travail de préparation voici quelques éléments au programme du DS EA n°1 :

  • Catégorie des oscillateurs & caractéristiques principales
  • Oscillateurs à boucle de réaction : Principe et analyse au sens des systèmes bouclés
  • Cas particulier de l’oscillateur à résistance négative (Expression freq osc pour un système de type L // Ceq)
  • Quartz & Oscillateur de Pierce : Propriétés et mise en oeuvre
  • Diode Varicap : propriétés & utilisation
  • Fonction VCO : principes et caractéristiques principales
  • Principe de la modulation de fréquence
  • Cas d’un signal modulé en fréquence par un modulant sinusoïdal (Expression & Spectre)
  • Bande de Carson
  • + Synthèse des thèmes du module EA S2

A propos des TP

  • Principe d’un analyseur de spectre à balayage
  • Mesure de niveau dans une échelle LOG : dBm & dBV
  • Analyse d’un écran d’analyseur de spectre à balayage en échelle lin & log (dBm)
  • Analyse d’un écran d’analyseur FFT (Oscilloscope numérique)
  • ……

Bonnes préparations et bonnes révisions.

Ardoise_oscDans le cadre du module EA (Electronique Analogique) avec les étudiants S3 DUT GE1, nous abordons l’étude des oscillateurs quasi-sinusoïdaux. A cette occasion je vous propose un ensemble de fichiers de simulation LTSpice (nécessite la bibliothèque SP.lib) prêts à l’emploi permettant de vérifier les résultats théoriques.

oscillateur_xylo

puce_siliconDepuis quelques années on rencontre des oscillateurs d’un nouveau genre, de taille minuscule (boitier de type SOT23 fréquent), très économique et assez performant. Il s’agit des « Silicon Oscillators » proposés entre autre chez Linear Technology et Maxim Integrated

A la base il s’agit d’oscillateurs de type RC mais totalement intégrés. En fonction des modèles il est possible d’obtenir des fréquences avec une précision juste inférieure à 1%. La gamme des fréquences peut s’étendre entre quelques dizaines de kHz à quelques MHz. Ce type d’oscillateur remplace avantageusement dans certaines applications (µP/µC par ex) le traditionnel quartz ou résonateur piézoélectrique que l’on retrouve dans une configuration de type oscillateur de Pierce.

LTC6900On trouve des modèles avec des fréquences fixes, mais aussi des oscillateurs dont on peut régler la fréquence avec une simple résistance externe et en jouant sur un diviseur programmable (3 taux de division configurable par une seule broche avec une entrée de type 3 niveaux). On rencontre aussi des modèles dont-on peut fixer la fréquence en envoyant une commande via un bus de type SPI ou I2C. Afin de réduire les émissions d’interférences dans des équipements de type alimentation à découpage, les constructeurs offre même des oscillateurs à étalement de spectre.

Avant de mettre en oeuvre le sempiternel oscillateur NE555 (et/ou ses descendants), pensez donc « Silicon Oscillator » et je vous invite à consulter ces quelques documentations constructeurs (petite sélection de circuits que j’utilise dans mes projets & TP d’électronique) et ces notes d’applications.

  • Une sélection des circuits Silicon Oscillator chez Linear Technology :

product_card_LT

calcul_schema_tableauPour préparer la rentrée du module EA (Electronique Analogique) S3 2013 des étudiants du département Geii1 de l’IUT de Cachan voici quelques infos et documents. Au cours de cette première semaine nous vous proposons un premier texte de TD vous permettant de revoir les différents thèmes abordés au cours du semestre 2. Vous trouverez ci-dessous quelques fichiers de simulation LTSpice permettant de vérifier vos résultats. Si vous n’avez pas fait les devoirs de vacances proposés sur ce site au cours de l’été, nous vous invitons à reprendre le devoir N°6 qui est un questionnaire de synthèse du S2 et qui peut être utile pour la préparation du premier DS « de connaissances minimales » qui aura lieu lundi 9 septembre prochain.

Vous trouverez sur la page [S3-2013] module EA (rubrique IUT CACHAN) du site, l’ensemble des informations concernant ce module d’enseignement. Cette page est régulièrement mise à jour et vous pouvez retrouver l’actualité du module EA sur mon compte twitter.

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Bonne rentrée