Réalisation pratique d’un amplificateur sélectif centré à 1 kHz

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1 Réalisation pratique d’un amplificateur sélectif centré à 1 kHz
jury composé de: Université des Sciences & de la Technologie H.Boumédiène – Alger   FACULTE de PHYSIQUE Présenté dans le cadre du Licence de Physique Par : TADJINE Mohammed laîd & MAKRANI Noureddine Réalisation pratique d’un amplificateur sélectif centré à 1 kHz Benrakaa Nasser Maitre de Conférences Président Benrakaa Kahina Maitre de Conférences Examinateur Haine Nasereddine Maitre de Conférences Promoteur

2 introduction Ce travail est principalement destiné à acquérir les compétences pratiques et scientifiques dans la fabrication de circuits imprimés, à utiliser les logiciels spécialisés dans ce domaine et de se familiariser avec les différents types de composants électroniques. A cet effet, un amplificateur sélectif centré à 1 kHz grâce à un pont de Wien ainsi qu’une alimentation stabilisée symétrique servant à alimenter cet amplificateur seront réalisés.

3 2.LES COMPOSANTS ELECTRONIQUES
transformateur, instrument électrique qui convertit un système de tensions et de courants en un autre, sans changer la fréquence. Un transformateur se compose d'une bobine de fil placée à proximité d'une ou de plusieurs autres bobines et, utilisée pour coupler des circuits de courant alternatif, au moyen d'une induction entre les bobines . La « bobine primaire » est la bobine connectée à la source d'énergie et les autres bobines sont des « bobines secondaires ». Le transformateur élévateur de tension, ou survolteur, est un transformateur dans lequel la tension secondaire est supérieure à la tension primaire. Dans le cas contraire, il s'agit d'un transformateur abaisseur de tension. Un condensateur est constitué de deux surfaces conductrices, appelées armatures, séparées par un isolant électrique mince, appelé diélectrique. Les condensateurs se présentent sous des formes très variées. Selon l’utilisation envisagée, le diélectrique peut être constitué d’air, de mica, de céramique, de papier ou encore de vide. D’ou les déférents types des condensateurs, céramique, électrolytique et chimique. Un condensateur est caractérisé par sa capacité c’est-à-dire la faculté de stocker sur ses armatures des charges électriques de signes opposés. Toutes les résistances mentionnées précédemment ont des valeurs fixes. Dans certains circuits électroniques, des ajustements de tension sont nécessaires par modification de la valeur de résistance. Pour cela un composant pratique a été conçu appelé potentiomètre. cet élément possède trois bornes ,entre deux bornes on a la totalité ou une partie de cette résistance, allant de zéro jusqu'à la résistance de la bande de totalité. Les résistances sont les composants les plus simples et les plus répandues en électronique et sont généralement fabriqués en carbone graphité – sa valeur ohmique exprimée en ohms et noté «Ω», qui peut être mesurée avec un ohmmètre ou déterminée à l’aide d’un code de couleurs . – sa puissance maximale à dissiper de l’énergie. Nous trouvons des résistances simples 0,25 ou 0,5 watt et des résistances de puissance capables de dissiper au moins 1 watt ou davantage. – sa précision ou tolérance. LES TRANSFORMATEURS LES RESISTANCES ET LES POTENTIOMETRES LES CONDENSATEURS

4 2.LES COMPOSANTS ELECTRONIQUES
Les transistors P-N-P et N-P-N fonctionnent de manière semblable, mais avec des tensions et des intensités de signes opposés. Les transistors sont utilisés pour des mesures physiques par exemple, un signal provenant d’un capteur (souvent de l’ordre de qqμV) à mettre au niveau de la numérisation pour lecture à échelle humaine. Et sont aussi utilisé pour l’amplification des signaux électriques. Par exemple amplificateur audio. Un régulateur intégré de tension est un composant électronique souvent à trois broches, une pour l’entrée, une pour la masse et une pour la sortie. La diode, une composant électronique autorisant le passage d’un courant électrique dans un seul sens. Les diodes sont utilisées pour le redressement et la détection d’un courant. Une diode Zener est une diode au silicium qui présente à ses bornes une tension indépendante du courant qui la traverse. C’est pourquoi elle est utilisée comme stabilisateur de tension. Une diode DEL, offre la particularité d’émettre un signal lumineux lorsqu’une tension est appliquée à ses bornes. On l’emploie sur la plupart des appareils dotés d’un affichage numérique. Le transistor N-P-N est composé d'une couche très fine de matériau de type P, comprise entre deux sections de matériau de type N. L’un des deux matériaux de type N est l’émetteur l’autre est collecteur. L'élément de type P est la base. (Pour un transistor P-N-P c’est l’inverse ). Aujourd’hui, les diodes les plus courantes sont à semi-conducteur, généralement au germanium ou au silicium. Ce type de diode autorise le passage du courant de la zone P vers la zone N . LES DIODES La tension de sortie Vout s’exprime en fonction de la tension de sortie par la relation : Le montage d’un régulateur de tension LES TRANSISTORS LES REGULATEURS

5 3.Principe de fonctionnement de l’alimentation stabiliséé
L’objectif d’une alimentation stabiliséé est : Fournir une tension continue réglable à partir d’une source de tension alternative. Fournir une tension constante quelque soit la charge. Schéma fonctionnel : Réseau électrique Tension redressée Tension régulée Transformateur Abaisseur de tension Redressement et filtrage Régulation Le schéma électrique de l’alimentation stabilisée est représenté sur la figure. Généralement, il contient un transformateur, un pont de Graetz, une capacité de filtrage, un régulateur et éventuellement une capacité de filtrage pour les tensions négatives. Réglage utilisateur Tension alternative Dite Basse Tension Tension alternative adaptée Plus d’info

6 3.Principe de fonctionnement de l’alimentation stabiliséé
Un transformateur est un appareil statique à induction qui remplit deux fonctions : isolement galvanique entre l’équipement et le secteur, transformation de la tension alternative du réseau, déterminée par le rapport entre le nombre de spires (tours) du secondaire et du primaire. 1 Transformateur  2. Redressement 3. Le Filtrage  Relations On appelle m le rapport de transformation : 4. La Régulation  u2 u1 I1 I2 N1 N2 Schéma électrique

7 Redressement double alternance
3.Principe de fonctionnement de l’alimentation stabiliséé Redressement double alternance La tension après le redressement (avec pont de Graetz) 1 Transformateur Le redressement est la conversion d'un signal alternatif en un signal unidirectionnel. C’est le rôle rempli par les diodes D1, D2, D3 et D4 Quand la tension d’entré V est positive, les diodes D2, D4 sont en polarisation directe, les diodes D1,D3 sont en polarisation inverse. Par contre, lorsque la tension V est négative, les diodes D1, D3 qui sont passantes et les diodes D2, D4 sont bloquées.  2. Redressement 3. Le Filtrage  4. La Régulation 

8 3.Principe de fonctionnement de l’alimentation stabiliséé
1 Transformateur L’objectif est l’ élimination des ondulations. C’est le rôle du condensateur de filtrage C. Ce dernier se charge sous la tension et reste chargé.la décharge du condensateur va être périodiquement comme c’est indiqué dans la figure. 2. Redressement 3. Le Filtrage  4. La Régulation 

9 3.Principe de fonctionnement de l’alimentation stabiliséé
1 Transformateur La tension de sortie est bien continue mais sa valeur dépond d’un certain nombre d’influences extérieures . les LM317(tension positive) et LM337(tension négative) . Ces régulateurs variables garantirent une tension de sortie, qui peut être réglée entre 1.2V et 37V à l’aide de deux potentiomètres ,et délivrent des courants allant jusqu'à 1.5A. La tension de sortie obéit à la formule suivante : 2. Redressement 3. Le Filtrage  4. La Régulation 

10 4.Principe de fonctionnement de filtre sélectif
Le pont de wien  Le pont de Wien est constitué d'un montage RC série et d'un montage RC parallèle, mis tous deux en série, il s'agit d'un filtre passe bande dont la fréquence centrale est donnée par f0 = 1 / 2  R C

11 5.Technique de réalisation d’un circuit imprimé
1. L’APPAREILLAGE 2. LA CREATION DU TYPON 3. LA DECOUPE  ET L’INSOLATION DU CIRCUIT IMPRIME 4. LA REVELATION 5. LA GRAVURE LE PERÇAGE 6. LES VERIFICATIONS 7. LA MISE EN PLACE DES COMPOSANTS ET LEUR SOUDURE

12 6. La réalisation pratique de l’alimentation stabiliséé
Nous avons conçu une alimentation stabilisée symétrique -15,+10,+15V à l'aide des régulateurs LM317 et LM337 et d'un transformateur à point milieu. 1. Schéma électrique 

13 2. Typons du circuit d’alimentation stabilisée
3. La photographie de l'alimentation stabilisé

14 7. La réalisation pratique de l’amplificateur sélectif
1. Schéma électrique  2. Schéma fonctionnelle: 1er atténuateur préamplificateur 2ème atténuateur Amplificateur sélectif amplificateur de rendement (Output ) AC OUT redresseur alimentation d'énergie DC OUT 0dB...30dB GAIN 40dB...60dB EXPAND FREQ BANDWIDTH - Premier atténuateur - Préamplificateur - Second atténuateur - Amplificateur sélectif - Amplificateur de sortie – Redresseur - Alimentation d'énergie

15 4.Des photographies de amplificateur sélectif
3. Typons du circuit de l’amplificateur sélectif

16 Comme dans tout travail, nous avons parfois été confrontés, pendant notre mini-projet, de nouvelles notions pratiques ou théoriques. Nous avons appris la technique de réalisation des circuits imprimés et le fonctionnement du logiciel(Eagle) qui nous a permis de dessiner les typons de l’alimentation stabilisée et l’amplificateur sélectif. Bien évidemment, nous avons enrichi énormément nos connaissances sur le fonctionnement théorique et l’utilisation de certains composants électroniques. Effectivement, nous n’avions que très peu de connaissances dans ce domaine au début de ce mini-projet. Nous sommes heureux d’avoir réalisé en un laps de temps court, nos deux appareils et d’avoir suivi ce stage très bénéfique. retour

17 Merci pour votre attention