Dure : 1H40 Calculatrice non autorise car inutile UTBM EL40 Aucunmentdocupersonnelnestautoris./ 06 / 2001 27
NOM : Note : Examen Final EL40/21,5 Pour chaque rponse, on expliquera la dmarche qui conduit au rsultat propos. Les expressions mathmatiques seront exprimes littralement avant dtre ventuellement calcules de faon numrique. EXERCICE 1 4,5 Considrons le montage suivant : R1
A1
E-
E+ V1
R2
R2
A2
E-
E+
0
V2
C
R3
A3
C
E-
E+
V3
E
E
E+
V1
V2
E-On suppose que les amplificateurs oprationnels sont parfaits et que le montage fonctionne en rgime linaire non satur. 1)la faon dont est mont chaque Identifier amplificateur oprationnel (identifier le type de montage). A1: A2: A3:
1
1,5
1,5
1,5
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
2)Dterminer V1, V2 puis V3 en fonction de Ve. 3)Dterminer limpdance dentre du montage. En dduire le schma quivalent vu des bornes A,B. 6 EXERCICE 2 Montage 1 Considrons le montage suivant: R R V1I C 1I(p) 1 1)Dterminer la fonction de transfertT(p)=. 1 V(p) 1
2
2
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
Montage 2 Considrons le montage suivant: C R R C V2I2V2(p) 2)Dterminer la fonction de transfertT2(p)=. I2(p) Montage 3 Considrons le montage suivant: C R R C -R R +Ve C VsOn suppose que lamplificateur oprationnel est parfait et que le montage fonctionne en rgime linaire non satur.
3
1,5
1
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
3)Montrer quil est possible dexprimer simplement la V p s() fonction de transfert T(p)=laide de T(p) et 1 V p e() T2(p). 4)TMettre la fonction de transfert (p)sa forme sous habituelle en faisant apparatre les lments remarquables (pulsation propre, amortissement, etc..). On dterminera chacun de ces lments. 9 EXERCICE 3 Considrons le diple AB constitu des lments suivants: Diple AB iA
U
Q2
Q1
5
BCe diple possde la caractristique U=f(i) suivante:
4
0,5
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
8.0V U
6.0V P
4.0V
2.0V
Q O i 0V 0A 2m 4m 6m 8m 10mA 12mA 14mA Un zoom au voisinage de OPQ donne la figure suivante: 8 .0 V U
6 .0 V P
4 .0 V
2 .0 V
0 V 0 A
1 0 0 u A
2 0 0 u A
Q
3 0 0 u A
4 0 0 u A
5 0 0 u A
6 0 0 u A
7 0 0 u A
i 8 0 0 u A
Etude du diple AB: 1)le schma quivalent (schma + valeurs des Donner composants) du diple AB sur le tronon OP de sa caractristique U=f(i)
5
0,5
0,5
0,5
1
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
2)le schma quivalent (schma + valeurs des Donner composants) du diple AB sur le tronon PQ de sa caractristique U=f(i) 3) Donner le schma quivalent (schma + valeurs des composants) du diple AB sur le tronon Q de sa caractristique U=f(i) Utilisation du diple AB: On utilise maintenant ce diple dans le montage suivant afin de raliser un multivibrateur: R i i R A
C u E B Avec E=8V 4) Expliquer la condition ncessaire et suffisante sur E et R pour obtenir des oscillations aux bornes du diple AB. 5) Dterminer les valeurs minimale et maximale de R pour obtenir des oscillations aux bornes du diple AB.
6
2
2
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
6) Dans le cas o les conditions ncessaires l’obtention des oscillations sont satisfaites, dcrire (expliquer) et dessiner la trajectoire de fonctionnement du diple AB dans le plan u,i. On supposera que le montage dmarre avec le condensateur dcharg. 8.0V U
6.0V P
4.0V
2.0V
Q O i 0V 0A 2m 4m 6m 8m 10mA 12mA 14mA En se plaant maintenant en rgime doscillations tablies, rpondre aux questions 7) et 8) 7)le schma quivalent du montage complet Dterminer sur le tronon doscillation appartenant OP
7
2
2
UTBM EL40 27 / 06 / 2001
En dduire lquation traduisant lvolution de U en fonction du temps. 8) Dterminer le schma quivalent du montage complet sur le tronon doscillation appartenant Q. En dduire lquation traduisant lvolution de U en fonction du temps. 2 EXERCICE 4 Considrons le schma suivant: