TP n°2 : Observation et mise en forme d’un signal sinusoïdal à l’oscilloscope

Objectif :

Apprendre à utiliser un générateur basse fréquence (GBF) et un oscilloscope pour générer, observer et régler une sinusoïde.

Matériel nécessaire

  • 1 Générateur basse fréquence (GBF)

  • 1 Oscilloscope numérique ou analogique

  • 1 Câble coaxial BNC / fiches bananes

  • Résistance variable

  • Fils de connexion

Partie A – Mise en service du GBF

  1. Allumez le GBF et réglez-le sur fonction sinusoïdale. Switchez de forme à l’aide du bouton « Wave »

  2. Branchez la sortie du GBF sur l’entrée CH1 de l’oscilloscope.

  3. Choisissez une fréquence de départ de 1 kHz. Pour régler ce paramètre utiliser les chiffres et appuyez sur l’unité souhaitée.

  4. Ensuite, réglez une tension de 2 V crête à crête (Vpp). Pour cela utilisez le potentiomètre nommé « Amp ».

  5. Vérifiez la connexion de la masse commune (borne noire du GBF reliée à la masse de l’oscilloscope). Utilisez un câble BNC.

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Partie B – Réglages de l’oscilloscope

  1. Raccorder le câble BNC sur l’oscilloscope sur la broche CH1.

  2. Allumez l’oscilloscope et sélectionnez l’entrée CH1.

  3. Réglez la base de temps pour obtenir 2 à 3 périodes visibles sur l’écran à l’aide du potentiomètre vert.

  4. Ajustez la sensibilité verticale pour que la sinusoïde occupe environ la moitié de l’écran pour cela utiliser le potentiomètre rouge.

  5. Utilisez la commande Trigger pour stabiliser l’image. Placer le curseur de droite sur la courbe et choisissez la channel CH1.

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Partie C – Mesures et vérifications

  1. Mesurez graphiquement : Pour cela utiliser le bouton « cursor » et « measure » pour pouvoir déplacer les courbes.

    • La période T du signal (en ms). Utilisation du bouton « cursor » pour placer les curseur au bon endroit.

    • La fréquence f (en Hz) et comparez avec la valeur réglée sur le GBF.

    • L’amplitude crête à crête Vpp et l’amplitude efficace (Vrms). Utilisation du bouton « mesure« 

  2. Vérifiez la cohérence des mesures avec les réglages du GBF.

Partie D – Mise en forme

  1. Modifiez la fréquence du GBF pour obtenir 50 Hz et observez l’effet sur la trace à l’oscilloscope.

  2. Changez l’amplitude du signal pour atteindre 10V 

  3. Ajustez les réglages de l’oscilloscope pour conserver une image claire et stable.

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Exploitation / Questions

  1. Quelle est la relation entre la période mesurée et la fréquence du signal ?

  2. Quelle différence constatez-vous entre la tension affichée sur le GBF et celle mesurée à l’oscilloscope ?

  3. Pourquoi est-il nécessaire de régler à la fois la base de temps et la sensibilité verticale ?

  4. Quelle relation lie la tension max et la tension efficace d’un signal ?
  5. Comment connectons nous les ampèremètres et les voltmètres ?

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Partie E – Calibrage d’une charge résistive

  1. Une fois que votre signal est opérationnelle, vous utiliserez alors une résistance variable. Vous la calibrerez de sorte à obtenir une résistance de 1 kOhm. 
  2. Pour valider votre charge, mesurez la à l’aide du multimètre positionné en mode Ohmmètre.
  3. Une fois la manipulation terminée, faite valider par votre enseignant.

 

Partie F – Réalisation du câblage d’une charge résistive avec un GBF

1. Réaliser un schéma de câblage pour cette activité pratique. Pour cela, utilisez les symboles fournis ci contre.
2. Placer l’ensemble des éléments de mesure sur la figure. Voltmètre, oscilloscope, résistance et GBF.
Pour le GBF, utiliser le symbole du générateur électrique et ajoutez y une vague en dessous.
3. Une fois le schéma fini réaliser le sans le mettre sous tension.

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Partie G – Mesures et vérifications

  1. Mesurez la tension efficace dans la charge résistive. Placer votre multimètre en position voltmètre. Puis choisissez la mesure correspondant au type de signal.

  2. Vérifiez la cohérence des mesures par rapport au signal alternatif paramétrer de base.

  3. Visualiser la courbe en sortie du GBF et aux bornes de la résistances
  4. Quelle conclusion pouvons nous apporté ?

Partie H – Calibrage d’une charge résistive et inductive

  1. Calibrer la charge résistive de sorte à obtenir une résistance de 100 Ohm. 
  2. Calibrer la charge inductive de telle sorte à obtenir une inductance de 1,1 H 
  3. Une fois la manipulation terminée, faite valider par votre enseignant.
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Partie I – Réalisation du câblage d’une charge résistive et inductive avec un GBF

1. Réaliser un schéma de câblage pour cette activité pratique. Pour cela, utilisez les symboles fournis ci contre.
2. Placer l’ensemble des éléments de mesure sur la figure. Voltmètre, oscilloscope, résistance, inductance et GBF.
Pour le GBF, utiliser le symbole du générateur électrique et ajoutez y une vague en dessous.
3. Une fois le schéma fini, réaliser le sans le mettre sous tension.
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Partie J – Mesures et vérifications

  1. Mesurez la tension efficace dans la charge résistive et inductive. Placer votre multimètre en position voltmètre. Puis choisissez la mesure correspondant au type de signal.

  2. Vérifiez la cohérence des mesures par rapport au signal alternatif paramétrer de base.

  3. Visualiser la courbe en sortie du GBF et aux bornes de la résistances
  4. Quelle conclusion pouvons nous apporté ?