Le pont diviseur de tension à base de résistances est certainement le « montage électronique » le plus fréquent et le plus utilisé dans les systèmes électroniques. Il s’agit d’une structure basique qu’un électronicien même débutant se doit de connaitre. En remplaçant une des 2 résistances par une photorésistance (ou LDR) et en utilisant un montage comparateur de tension on réalise très facilement un détecteur de luminosité.

maq1_miniDans la cadre de la découverte des fonctions et structures élémentaires de l’électronique je propose donc cette application « contextualisée » aux étudiants de 1ère année (S1/APP1) du département GE1 de l’IUT de Cachan. Afin de faciliter l’étude je propose une maquette didactique autour d’un comparateur de tension dont la tension de comparaison Vt est fixée par un potentiomètre se trouvant en face avant comme le montre la photo ci-contre. La fonction comparaison est ici idéalisée et sa mise en œuvre est ainsi très simplifiée pour des électroniciens débutants.

Pour la réalisation du détecteur de luminosité on utilise une photorésistance (VT43N2) montée sur un support pour composants sur broche et dont la résistance est fonction de l’éclairement. Le tableau ci-dessous est un extrait de la documentation constructeur.

tableau

Plusieurs configurations peuvent être proposées au niveau du pont diviseur et sur la sortie du montage. Il est possible de visualiser l’état de sortie en utilisant une diode électroluminescente (LED) sur la sortie. Dans ce cas la résistance Rs permet de limiter le courant afin d’obtenir une illumination suffisante. Pour obtenir une indication sonore, il est possible de connecter directement sur la sortie un buzzer piézo. Les schémas proposés ci-dessous donne 2 configurations possibles et l’implantation correspondante.

montage1

montage2

En réglant la tension de seuil Vt autour de 2V on obtient pour les montages précédents le fonctionnement suivant :

  • Pleine luminosité : LED OFF & Buzzer ON
  • Luminosité réduite : LED ON & Buzzer OFF

caracteristique_VCOLa mise en œuvre d’une modulation de fréquence peut être effectué simplement en utilisant un oscillateur contrôlé en tension (VCO : Voltage controlled Oscillator). Le logiciel de simulation LTSpice propose le bloc « modulate » très facile d’emploi. Afin de définir la caractéristique de transfert du VCO il suffit de définir dans le champ « value » de ce composant, les 2 quantités mark et space correspondant aux fréquences que l’on obtient en sortie lorsque l’on applique respectivement sur l’entrée FM une tension de 1V et de 0V comme le montre la caractéristique suivante : La caractéristique de transfert du VCO peut alors s’écrire :

 Fvco = space + FMinput*(mark-space)

L’exemple proposé ci-dessous permet de vérifier le bon fonctionnement de ce composant :

fnct_bloc_modulate

Pour la mise en œuvre d’une modulation FM, on applique sur l’entrée FM un signal modulant représentant l’information à transmettre. Si l’on ne connecte rien sur l’entrée AM, l’amplitude crête du signal de sortie est de 1V. Si l’on souhaite régler cette amplitude à d’autres valeurs il suffit d’appliquer une tension continue correspondant à l’amplitude crête du signal de sortie.

Dans l’exemple proposé ci-dessous le gain de conversion du VCO est de 10kHz/V. Comme l’amplitude du signal modulant est de 2,4V, la déviation en fréquence est ΔF=24kHz. Avec une fréquence fa du modulant fixée à 10kHz, l’indice de modulation est alors m=ΔF/fa=2,4.

ModulationFM

Télécharger le fichier de simulation LTSpice : modulation_FM.asc

Ce réglage correspond  au cas dit du faux-porteur comme le montre l’analyse FFT du signal modulé. L’amplitude des composantes se situant à fp+fa & fp-fa est égale à So.J1(m=2,4)/√2 puisque l’analyse FFT affiche le résultat en valeur efficace. Comme l’amplitude So du signal modulé est de 2V et que J1(m=2,4)=0,52 on retrouve bien la valeur de 735mV proposée par l’analyse FFT.

spectre_m2_4

Pour retrouver les résultats principaux concernant les modulations de fréquences je vous propose les 2 fiches pratiques suivantes :

Entre le monde de l’ovalie et celui de l’oscilloscopie, il y a FAN’SCOPE : Figures & ANimations sur oscilloSCOPE. Pour leur rentrée en compétition ce samedi 19 septembre contre l’Italie, voici ma dernière création où le célèbre Barbidul arbore les couleurs du XV de France.

barbidul_rugby

Comme toujours le célèbre générateur AFG3022 est mis à contribution pour générer les 2 voies permettant à l’oscilloscope d’afficher la figure en mode XY comme le montre la capture d’écran suivante.

Screen Capture

Oscilloscope TDS2014B en Mode XY

Voici les 2 signaux au formats tfw : rugbyX.tfw & rugbyY.tfw

Nous avons organisé le vendredi 4 septembre une après midi de découverte du département Geii1 de l’IUT de Cachan pour nos nouveaux étudiants du semestre 1. Les étudiants du semestre 3, les techniciens de la plateforme et les enseignants ont proposé une multitude de démonstrations et de travaux pratiques. Voici une excellente vidéo de R. Cartier et J. Martin (étudiants S3) qui résume cette belle après midi.