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Enceintes Acoustiques Physique Les aquarelles La cabane du chene Le blog d'Amandine Email

Matériel nécessaire à cette étude Il s'agit du matériel courant du laboratoire d'électronique des basses fréquences et de quelques accessoires. Tout d'abord on disposera d'un générateur de fonctions pouvant délivrer des signaux sinusoïdaux, un modèle bas de gamme sera largement suffisant. Un fréquencemètre avec la fonction périodemètre sera nécessaire pour mesurer avec une certaine précision les périodes de signaux sinusoïdaux, là encore point n'est besoin d'un appareil haut de gamme, un appareil à cinq digits suffira amplement. Il faudra simplement le faire chauffer quelques heures avant de commencer les mesures pour bien stabiliser sa base de temps. On aura aussi besoin d'un contrôleur $2000$ points permettant de mesurer les tensions continues et sinusoïdales. Un oscilloscope standard à deux voies passant le continu permettra de déterminer par la méthode de LISSAJOUS les fréquences où l'argument de l'impédance est nul (l'ellipse se transforme en un segment de droite sur l'écran en mode $X,Y$). Il faudra surtout fabriquer un boîtier de connexion à l'intérieur duquel on placera un adaptateur générateur de courant alimenté par pile. Décrivons d'abord cet adaptateur. Il utilise un double amplificateur opérationnel de type TL 072 à faible bruit. Pour éviter de mettre deux piles pour l'alimentation du montage, l'un de ces amplificateurs est monté en suiveur et son entrée + est à la moitié de la tension d'alimentation grâce à un pont diviseur à deux résistances égales à $22 kilohms$. La sortie de cet amplificateur sera donc la masse pour l'autre amplificateur qui est monté en générateur de courant classique. L'élément sensible de ce montage est la résistance de $10 Ohms$ qui devra être aussi stable que possible: un modèle dissipant $2 Watts$ ou même $5 Watts$ sera choisi pour cet usage. C'est cette résistance qui sera la référence pour les mesures de modules d'impédance. On peut remarquer que l'impédance dans laquelle on injecte le courant n'a pas de point à la masse, cela est sans importance pour l'application envisagée ici et il aurait fallu compliquer le montage avec des résistances de précision toujours chères pour obtenir un point à la masse. Le générateur de fonctions et l'oscilloscope sont tous les deux référencés à la masse, en revanche le contrôleur, alimenté par pile, permet des mesures flottantes. Un commutateur à deux circuits et trois positions nous permettra de mesurer les tensions: aux bornes de la résistance, aux bornes de l'impédance et aux bornes de l'ensemble en série. Lorsque, sur l'écran de l'oscilloscope, on obtient un segment de droite, la tension aux bornes de l'ensemble est en phase avec la tension aux bornes de la résistance, on en déduit que la tension aux bornes de l'impédance est aussi en phase et c'est le seul résultat dont nous aurons besoin. Un circuit auxiliaire à base d'une diode et de trois résistances permet de fournir une tension continue de l'ordre de $150 mV$ de façon à créer un courant pouvant aller jusqu'à $15 mA$ dans la résistance de $10 Ohms$. Cela nous sera utile pour mesurer la résistance en continu de la bobine mobile. On utilise une diode électroluminescente pour cet usage, cela nous permet, en plus, de savoir si l'appareil est sous tension et économisera la pile. Il nous reste à donner les valeurs des éléments passifs du circuit. Les deux résistances $R_1$ font $22 kilohms$. $R_2$, avec $560 Ohms$ maintient un courant de $5 mA$ dans la diode ce qui est suffisant pour l'éclairer, surtout si on prend un modèle à haute luminosité, guère plus cher et nettement plus brillant. $R_3$ et $R_4$ constituent un pont diviseur d'environ $1/10$, soit $R_3=47 kilohms$ et $R_4=4,7 kilohms$. Le potentiomètre $P$ est un modèle linéaire de $47 kilohms$. L'inverseur permet de basculer de la tension continue du montage à la tension sinusoïdale fournie par le générateur de fonction. La résistance $R_0$ est bien le modèle de $10 Ohms$ dont on a déjà parlé. Le montage a été optimisé pour fournir un courant de sortie de $10 mA$, largement suffisant pour les mesures en faibles signaux sur les haut-parleurs. Pour cela il faut régler la tension aux bornes de $R_0$ à $0,1 V$ en jouant sur le potentiomètre. La tension aux bornes de l'impédance pouvant atteindre $3 V$ on pourra mesurer des modules d'impédance jusqu'à $300 Ohms$, ce qui est bien suffisant en pratique. Il est rare que l'on dépasse $200 Ohms$ et toutes les mesures pourront se faire sur le calibre $2 V$ du contrôleur. Le montage pourra être réalisé sur un petit morceau de circuit imprimé en bandes au pas de $2,54 mm$ dont on découpera les bandes pour obtenir le résultat désiré. Le tout sera ensuite mis dans une boîte d'environ $150\times 90\times 60 mm$, sur laquelle on fixera le potentiomètre, le commutateur et un certain nombre de douilles "banane" pour les connexions avec le reste du circuit. Le branchement du commutateur se fera de la façon suivante: On branchera le contrôleur aux bornes $U_{com}$, les deux entrées de l'oscilloscope aux bornes $U_T$ et $U_{R_0}$ et le haut-parleur aux bornes $U_Z$. La sortie du générateur de fonctions sera branchée aux bornes $BF$. En courant continu, sur le calibre $200 mV$, on règlera $U_{R_0}$ à $100 mV$ et on lira la valeur de $U_Z$. On en déduit la résistance de la bobine mobile $R=R_0.U_Z/100$ en mesurant $U_Z$ en $mV$. HREF="node1.html">Table des matières