Ces maquettes ont toutes été testées en situation d'enseignement et sont pour la plupart le résultat de plusieurs modifications en vue d'un fonctionnement satisfaisant et sans mauvaises surprises.
Pour la plupart, elles peuvent être gravées par 4 sur des plaques 16 × 10 cm du commerce.
Pour la plupart, elles peuvent être gravées par 4 sur des plaques 16 × 10 cm du commerce.
QTY PART-REFS VALUE CODE
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
3 R1,R2,R8 2.2k
5 R3-R7 100k
Capacitors
----------
2 C1,C2 6.8nF
2 C3,C4 100nF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 TL084
Diodes
------
2 D1,D2 1N4001
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
3 R1,R2,R8 2.2k
5 R3-R7 100k
Capacitors
----------
2 C1,C2 6.8nF
2 C3,C4 100nF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 TL084
Diodes
------
2 D1,D2 1N4001
Miscellaneous
-------------
1 P1 220K / B double
1 RV1 220K / A
-------------
1 P1 220K / B double
1 RV1 220K / A
Ceci est une version légèrement modifiée par mes soins du schéma classique. Elle nécessite un AOP supplémentaire (le TL084 intègre les 4 AOPs nécessaires).
Le but est de pouvoir régler le facteur d'amortissement indépendamment de F0 tout en gardant un gain max unitaire. Ceci est utile notamment pour utiliser un passe-bande "très" sélectif en vue d'une "initiation à l'analyse spectrale".
Cependant il est également manifestement utile de garder une option à gain statique constant pour d'autres TPs.
Ainsi la maquette proposée ici possède les deux options:
"gain maxi unitaire"
"gain statique unitaire"
....indépendamment du réglage de F0 ou de m.
Le choix se fait par un cavalier (voir sérigraphie).
La fréquence centrale du filtre est ajustable par un potentiomètre logarithmique double pris à l'envers.
Cette solution, bien que nécessitant l'emploi d'un tounevis, offre un réglage ergonomique sur plusieurs décades, ici de 100 Hz à 10 kHz, mais vous pouvez ajuster cette plage à votre convenance, dans les limites de performance d'un TL084...
Le coefficient d'amortissement est ajustable via RV1. Sa valeur théorique est (RV1+R8)/(2*R3).
La valeur théorique de la fréquence centrale est F0 = 1 / (2*PI*RC) si:
R1 = R2 = R
C1 = C2 =R
Le but est de pouvoir régler le facteur d'amortissement indépendamment de F0 tout en gardant un gain max unitaire. Ceci est utile notamment pour utiliser un passe-bande "très" sélectif en vue d'une "initiation à l'analyse spectrale".
Cependant il est également manifestement utile de garder une option à gain statique constant pour d'autres TPs.
Ainsi la maquette proposée ici possède les deux options:
"gain maxi unitaire"
"gain statique unitaire"
....indépendamment du réglage de F0 ou de m.
Le choix se fait par un cavalier (voir sérigraphie).
La fréquence centrale du filtre est ajustable par un potentiomètre logarithmique double pris à l'envers.
Cette solution, bien que nécessitant l'emploi d'un tounevis, offre un réglage ergonomique sur plusieurs décades, ici de 100 Hz à 10 kHz, mais vous pouvez ajuster cette plage à votre convenance, dans les limites de performance d'un TL084...
Le coefficient d'amortissement est ajustable via RV1. Sa valeur théorique est (RV1+R8)/(2*R3).
La valeur théorique de la fréquence centrale est F0 = 1 / (2*PI*RC) si:
R1 = R2 = R
C1 = C2 =R
QTY PART-REFS VALUE
--- --------- -----
Resistors
---------
1 R1 6..8k
2 R2,R4 100k
2 R3,R5 3.3k
1 R6 6.8k
2 R7,R8 47k
Capacitors
----------
1 C1 22uF
1 C2 2.2uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 TL082
--- --------- -----
Resistors
---------
1 R1 6..8k
2 R2,R4 100k
2 R3,R5 3.3k
1 R6 6.8k
2 R7,R8 47k
Capacitors
----------
1 C1 22uF
1 C2 2.2uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 TL082
Transistors
-----------
1 Q1 BC547B
1 Q2 BC547B
Miscellaneous
-------------
1 RV2 47k
-----------
1 Q1 BC547B
1 Q2 BC547B
Miscellaneous
-------------
1 RV2 47k
L'objet de cet maquette est de pourvoir rajouter du bruit à un signal pour, par exemple, étudier l'immunité au bruit d'un système de transmission d'information: modulations, codage en bande de base, etc...
Bruit dans le domaine temporel
Sinusoïde + bruit dans le domaine fréquentiel
QTY PART-REFS VALUE
--- --------- -----
Resistors
---------
1 R1 18k
2 R2,R3 12k
1 R4 82k
1 R5 4.7k
1 R6 68k
1 R7 51k
1 R8 100
Capacitors
----------
1 C1 15nF
1 C2 6.8nF
1 C3 22nF
3 C4,C5,C8 100nF
2 C6,C7 3.3nF
--- --------- -----
Resistors
---------
1 R1 18k
2 R2,R3 12k
1 R4 82k
1 R5 4.7k
1 R6 68k
1 R7 51k
1 R8 100
Capacitors
----------
1 C1 15nF
1 C2 6.8nF
1 C3 22nF
3 C4,C5,C8 100nF
2 C6,C7 3.3nF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 4094
1 U2 4070
1 U3 TL082
1 U4 4078
-------------------
1 U1 4094
1 U2 4070
1 U3 TL082
1 U4 4078
Pour des développements théoriques en traitement du signal, on considère souvent un spectre de forme triangulaire ou trapézoïdale. Cependant, lorsqu'il s'agit de TPs (modulation AM, translation de fréquence par modulation, échantillonnage, etc...), on s'en remet souvent à une simple sinusoïde. Cette maquette produit un bruit dont le spectre, de forme quasi-triangulaire, est parfaitement identifiable.
Elle a également son utilité pour faire apprendre les fonctions de base de l'oscilloscopie et de l'analyse spectrale...
Elle a également son utilité pour faire apprendre les fonctions de base de l'oscilloscopie et de l'analyse spectrale...
Les courbes suivantes sont à titre indicatif car antécédentes à cette version où le filtre de sortie confère au spectre une forme quasi-triangulaire. Elle seront remplacer prochaînement.
QTY PART-REFS VALUE
--- --------- -----
Resistors
---------
2 R1,R2 10k
1 R3 100
1 R4 100k
Capacitors
----------
1 C1 1nF
2 C2,C3 470pF
1 C4 1µF
5 C5,C6,C9-C11 100nF
2 C7,C8 100uF
--- --------- -----
Resistors
---------
2 R1,R2 10k
1 R3 100
1 R4 100k
Capacitors
----------
1 C1 1nF
2 C2,C3 470pF
1 C4 1µF
5 C5,C6,C9-C11 100nF
2 C7,C8 100uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 4066
1 U2 4081
2 U3,U6 40106
1 U4 78L05
1 U5 79L05
Diodes
------
2 D1,D2 1N4148
2 D4,D5 1N4001
-------------------
1 U1 4066
1 U2 4081
2 U3,U6 40106
1 U4 78L05
1 U5 79L05
Diodes
------
2 D1,D2 1N4148
2 D4,D5 1N4001
Le sempiternel MF10 me direz-vous ?
Why not ?
Mais cette maquette, qui ne propose que une et une seule capacité commutée a pour objet de faire étudier le fonctionnement d'une capa commutée ainsi que la relation Req=1/(CF).
Un soin particulier a été porté à la propreté des commutations. Les performances autorisent une fréquence de commutation de 1MHz.
Adjoignez un condensateur et vous réalisez un petit filtre numérique du premier ordre...
Il n'y a pas besoin de plus pour montrer certaines propriétés des filtres numériques ainsi que les pièges qu'ils recèlent...
Why not ?
Mais cette maquette, qui ne propose que une et une seule capacité commutée a pour objet de faire étudier le fonctionnement d'une capa commutée ainsi que la relation Req=1/(CF).
Un soin particulier a été porté à la propreté des commutations. Les performances autorisent une fréquence de commutation de 1MHz.
Adjoignez un condensateur et vous réalisez un petit filtre numérique du premier ordre...
Il n'y a pas besoin de plus pour montrer certaines propriétés des filtres numériques ainsi que les pièges qu'ils recèlent...
Filtre ReqC, entrée et tension capa com
QTY PART-REFS VALUE CODE
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
1 R1 2.7k
1 R2 1.8M
12 R3,R6-R11,R13-R15, 10k
R17,R18
2 R12,R16 3.3k
1 R19 100
Capacitors
----------
2 C1,C2 15pF
1 C3 220nF
1 C4 150 pF
1 C5 100uF
1 C6 330pF
1 C7 1nF
1 C8 220pF
1 C9 2.2nF
2 C10,C14 100uF / 25v
3 C11,C13,C16 100nF
1 C12 100uF / 16v
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
1 R1 2.7k
1 R2 1.8M
12 R3,R6-R11,R13-R15, 10k
R17,R18
2 R12,R16 3.3k
1 R19 100
Capacitors
----------
2 C1,C2 15pF
1 C3 220nF
1 C4 150 pF
1 C5 100uF
1 C6 330pF
1 C7 1nF
1 C8 220pF
1 C9 2.2nF
2 C10,C14 100uF / 25v
3 C11,C13,C16 100nF
1 C12 100uF / 16v
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 4060
1 U2 MAX7403
2 U3,U5 TL082
1 U4 78L05
1 U6 4040
Diodes
------
2 D1,D2 1N4001
Miscellaneous
-------------
1 X1 CRYSTAL
-------------------
1 U1 4060
1 U2 MAX7403
2 U3,U5 TL082
1 U4 78L05
1 U6 4040
Diodes
------
2 D1,D2 1N4001
Miscellaneous
-------------
1 X1 CRYSTAL
Cette maquette met en oeuvre un filtre elliptique du 8ième ordre à capacités commutées, le MAX 7403, en tant que filtre anti-repliement et/ou filtre de lissage.
Etant déjà un système échantillonné (2.5...10 MHz), il est épaulé par un passe-bas analogique de 4ième ordre pour éviter tout repliement HF.
Prévu pour fonctionner en 0-5V, une composante continue de 2.5V est ajoutée avant le filtre pour être retranchée après.
Etant déjà un système échantillonné (2.5...10 MHz), il est épaulé par un passe-bas analogique de 4ième ordre pour éviter tout repliement HF.
Prévu pour fonctionner en 0-5V, une composante continue de 2.5V est ajoutée avant le filtre pour être retranchée après.
QTY PART-REFS VALUE
--- --------- -----
Resistors
---------
2 R1,R2 4.7k
1 R3 10k
1 R4 1k
Capacitors
----------
1 C1 470pF
5 C2-C6 100nF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 4094
2 U2,U9 4070
1 U3 4011
1 U4 4078
1 U5 4013
1 U6 4081
1 U7 40106
1 U8 4027
--- --------- -----
Resistors
---------
2 R1,R2 4.7k
1 R3 10k
1 R4 1k
Capacitors
----------
1 C1 470pF
5 C2-C6 100nF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 4094
2 U2,U9 4070
1 U3 4011
1 U4 4078
1 U5 4013
1 U6 4081
1 U7 40106
1 U8 4027
Diodes
------
7 D1-D7 1N4148
1 D8 5.1V / 0.5W
1 D9 1N4001
------
7 D1-D7 1N4148
1 D8 5.1V / 0.5W
1 D9 1N4001
On me retorque chaque fois: "le NRZ c'est -12V pour le 1 et +12V pour le 0"...
Non, ça c'est la norme RS232.
Ici, c'est la physique appliquée, la maquette est là pour exhiber les spectres caractéristiques des codages, liés à la logique de codage....et critère de choix par rapport à telle ou telle ligne de transmission.
Vous trouverez dans la rubrique 'docs' les documents théoriques qui s'y rapportent. Le codage Miller est bien sûr celui qui m'a donné le plus de fil à retordre. Comme je ne trouvais trace de sa fonction d'auto-corrélation nulle part, cela m'a motivé à la calculer...cela m'a pris près d'une semaine...je vous laisse juger si cela est beaucoup ou peu...
Rq: le format de la platine est 7.5 × 10 cm pour une réalisation sans découpes.
Non, ça c'est la norme RS232.
Ici, c'est la physique appliquée, la maquette est là pour exhiber les spectres caractéristiques des codages, liés à la logique de codage....et critère de choix par rapport à telle ou telle ligne de transmission.
Vous trouverez dans la rubrique 'docs' les documents théoriques qui s'y rapportent. Le codage Miller est bien sûr celui qui m'a donné le plus de fil à retordre. Comme je ne trouvais trace de sa fonction d'auto-corrélation nulle part, cela m'a motivé à la calculer...cela m'a pris près d'une semaine...je vous laisse juger si cela est beaucoup ou peu...
Rq: le format de la platine est 7.5 × 10 cm pour une réalisation sans découpes.
Exemple de mesures sur la maquette avec un oscilloscope numérique Velleman: codage RZ...le NRZ servant de référence pour les données.
On note que les lobes du spectre paraissent continus comme en théorie, de part le pouvoir de discrimination limité de l'analyse spectrale présentée.
Comme les données sont une séquence pseudo-aléatoire de 127 bits, les lobes sont aussi constitués de 127 raies spectrales...ce qui est suffisant pour donner des résultats conformes à la théorie....
On note que les lobes du spectre paraissent continus comme en théorie, de part le pouvoir de discrimination limité de l'analyse spectrale présentée.
Comme les données sont une séquence pseudo-aléatoire de 127 bits, les lobes sont aussi constitués de 127 raies spectrales...ce qui est suffisant pour donner des résultats conformes à la théorie....
Même chose avec le codage Miller...
Simplissime mais difficilissime à réaliser avec du matériel amateur....
Nécessitent une plaque double-face 200 × 150 mm.
Nécessitent une plaque double-face 200 × 150 mm.
QTY PART-REFS VALUE
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
2 R1,R3 3.3k
2 R5,R6 100
1 R7 100k
2 R8,R9 1k
1 R10 330
Capacitors
----------
3 C1,C2,C12 4.7nF
1 C3 100pF
1 C4 220pF
4 C5,C6,C9,C10 100nF
4 C7,C8,C14,C15 100uF
1 C13 470nF
--- --------- ----- ----
Resistors
---------
2 R1,R3 3.3k
2 R5,R6 100
1 R7 100k
2 R8,R9 1k
1 R10 330
Capacitors
----------
3 C1,C2,C12 4.7nF
1 C3 100pF
1 C4 220pF
4 C5,C6,C9,C10 100nF
4 C7,C8,C14,C15 100uF
1 C13 470nF
Integrated Circuits
-------------------
2 U1,U6 4066
1 U2 4013
1 U3 NE5532
1 U4 78L05
1 U5 79L05
Diodes
------
2 D4,D5 1N4001
Miscellaneous
-------------
1 RV1 10k
-------------------
2 U1,U6 4066
1 U2 4013
1 U3 NE5532
1 U4 78L05
1 U5 79L05
Diodes
------
2 D4,D5 1N4001
Miscellaneous
-------------
1 RV1 10k
Par rapport à un échantillonneur-bloqueur classique, ce montage permet la restitution du signal sous forme d'impulsions de largueur réglable par un trimmer. Ainsi, de nombreuses notions de traitement du signal peuvent être explorées.
Un soin particulier a également été apporté à la propreté des formes d'ondes.
Un soin particulier a également été apporté à la propreté des formes d'ondes.
Bill Of Materials
=================
Resistors
---------
1 R1 33
1 R2 15k
1 R3 18k
1 R4 390k
1 R7 180k
1 R8 1.8M
1 R9 1k
1 R10 100k
Capacitors
----------
3 C1-C3 100nF
2 C4,C5 100uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 LM13700
1 U2 78L05
1 U3 TL082
=================
Resistors
---------
1 R1 33
1 R2 15k
1 R3 18k
1 R4 390k
1 R7 180k
1 R8 1.8M
1 R9 1k
1 R10 100k
Capacitors
----------
3 C1-C3 100nF
2 C4,C5 100uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 LM13700
1 U2 78L05
1 U3 TL082
Transistors
-----------
1 Q1 BC557
Diodes
------
2 D1,D2 DIODE
Miscellaneous
-------------
1 RV1 100
-----------
1 Q1 BC557
Diodes
------
2 D1,D2 DIODE
Miscellaneous
-------------
1 RV1 100
Bill Of Materials
=================
Resistors
---------
1 R1 33
1 R2 15k
1 R3 18k
1 R4 390k
1 R7 180k
1 R8 1.8M
1 R9 1k
1 R10 100k
Capacitors
----------
3 C1-C3 100nF
2 C4,C5 100uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 LM13700
1 U2 78L05
1 U3 TL082
=================
Resistors
---------
1 R1 33
1 R2 15k
1 R3 18k
1 R4 390k
1 R7 180k
1 R8 1.8M
1 R9 1k
1 R10 100k
Capacitors
----------
3 C1-C3 100nF
2 C4,C5 100uF
Integrated Circuits
-------------------
1 U1 LM13700
1 U2 78L05
1 U3 TL082
Source de courant 4 cadrans utile pour des expérimentations sur les condensateurs.
Vincent THIERNESSE