Journée du Savoir 16 Avril 2017

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1 Journée du Savoir 16 Avril 2017
الجـمــهــوريـــة الجـــزائــريـــة الديمـــقــراطــيــة الـــشــعــبــيـــة République Algérienne Démocratique et Populaire وزارة التــــعــــليـــــم العـــــــالي و البـــــحث العـــلـــمــي Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ﺍﻠﻤﺪﺭﺳﺔ ﺍﻠﻌﻠﻴﺎ ﻟﻟﻌﻟﻮﻢ ﺍﻠﺘﻃﺑﻳﻗﻳﺔ - ﺗﻠﻤﺳﺎﻥ Ecole Supérieure en Sciences Appliquées-Tlemcen Journée du Savoir 16 Avril 2017 Une plaque didactique d’oscillateurs à déphasage à bases de transistor bipolaire et de circuit intégré pour laboratoire de maquettes Spécialité : GENIE ELECTRIQUE Option : ENERGIE RENOUVELABLE Module : ELECTRONIQUE ANALOGIQUE, 3eme année Ingénieur Présenté par : BENHADJER ABDESLAM B/ AMPLIFICATEUR A CIRCUIT INTEGRE: Pour ce type d’amplificateur la conception est simple et se base sur l’expression du gain en tension de l’amplificateur en valeur absolue: Av=(1+(R2/R1)). (1+(R2/R1)) ≥29 → R2≥28 R1, cette condition sera vérifiée si nous prenons : R1=3K et R2=100K (ici Av=100/3= 33.33). Finalement les deux schémas électriques à réaliser pratiquement sont les suivants : INTRODUCTION: Une plaque didactique pour laboratoire contenant deux oscillateurs (Figure 1) à déphasage a été réalisée pour laboratoire. Le premier oscillateur à déphasage a une chaine directe formée d’éléments discrets et utilise le transistor bipolaire BC550 et le deuxième oscillateur à déphasage a une chaine directe formée du circuit intégré le µA741. REALISATION PRATIQUE: Sous l’environnement ARES, nous avons réalisé un typon pour chaque circuit (Figures 7 et 8). La chaine de contre réaction des deux oscillateurs utilisant 3 cellules C-R (ici R1=R2=R3=R et C1=C2=C3=C) a un déphasage de 180° et une atténuation de dB c’est-à-dire =1/29 à la fréquence d’oscillation (ou fréquence de résonnance ou fréquence de travail). (Figure 2) METHODE DE CONCEPTION DE l’AMPLIFICATEUR: Pour pouvoir réaliser un oscillateur, il faut vérifier les deux conditions de BERKHAUSEN: 1ere condition, condition d’amplitude et d’entretien : |L(jω0)| ≥1 c.à.d K(jω0)| |B(jω0)|≥1 ; (1) 2eme condition, condition de phase : arg[K(jω0)]+ arg[B(jω0)]=0+2nπ (nЄZ) (2) Sachant qu’à la fréquence d’oscillation : arg[B(jω0)]=180° et |B(jω0)|=1/29, les deux relations (1) et (2) ne seront vérifiée que si arg[K(jω0)]=180° et |K(jω0)|≥29. Par conséquent pour ce type de contre réaction, l’amplificateur de la chaine directe ne peut être qu’un Emetteur Commun (Figure 3) ou un amplificateur à AOP inverseur (Figure 4). CONCLUSION: Notre produit final de la plaque didactique pour le laboratoire de maquettes est présenté sur la figure 9 et les expressions des fréquences d’oscillations pour chaque montage sont: A/ AMPLIFICATEUR A ELEMENTS DISCRETS: Les valeurs des composants de polarisation du transistor, nous les avons calculés en suivant la méthode de conception (design, ﺗﺼﻤﻴﻢ) suivante:  Procédure de conception : - Choisir Vcc. - Poser : VEM = 0.1 Vcc. - Tirer : RE= VEM /ICQ. - Calculer : RC=4 RE (Eq. 1) (Si on veut que le point de repos Q (VCEQ, ICQ) soit au milieu de la droite de charge statique). - Prendre : Ip= 10 IBQ=10 (ICQ/β). - Calculer : VBM=VEM+VBEQ (VBEQ=0.6 V pour un transistor en Si et 0.3 V pour un transistor en Ge). - Calculer RB2= VBM/ Ip. Calculer RB1= (Vcc-VBM)/ (Ip+IBQ). Pour Vcc = 6V ; BC550 (ICQ=1.6 mA et β=132.5) ; RE = 375 Ω ; RC = 1.5 KΩ; RB2= 10 KΩ ; RB1= KΩ. VEM = 0.6V; VBM= 1.2V; VCM = VEM +VCEQ = VEM +(Vcc/2) =0.6+(6/2)=3.6V Remerciements: Nous remercions vivement les responsables de notre école pour le temps et l’espace qu’ils nous ont alloués pour réaliser ce modeste travail.