Exercice : Caractériser les signaux émis par le capteur de hauteur.
Précautions de branchement
La maquette pédagogique est disposée sur la table.
L'alimentation de laboratoire est réglée sur 12V
La maquette pédagogique ne doit pas être connectée à l'alimentation pour l'instant.
Veillez à ce que la masse de l'oscilloscope (bornes noires) ne soit jamais connectée à une autre borne que la masse de la maquette (borne noire).
Signaux émis
La partie émetteur du capteur à ultrasons émet deux signaux A et B que nous allons observer
Question
La maquette étant hors tension,
Câbler les voies 1 et 2 de l'oscilloscope pour visualiser les signaux VA et VB.
Présentez le câblage à l'enseignant avant d'alimenter la maquette !
Indice
Le signal d'émission est un train d'impulsions et
le signal VA est au niveau logique '1' au repos
le signal VB est au niveau logique '0' au repos
Question
Sur un même oscillogramme, effectuez un relevé des signaux Va et Vb.
Faites varier la base de temps (=nombre de secondes par carreaux) pour pouvoir mesurer :
l’intervalle de temps entre 2 mesures Tburst (grande base de temps)
la durée du train d'impulsions Timp (base de temps intermédiaire)
la période et la fréquence du signal permettant de générer les ultrasons Tus et fus(petite bas de temps)
l'amplitude du signal ultrason Vus
Indiquez les valeurs obtenues dans votre compte-rendu.
Comparer la fréquence mesurée à la fréquence annoncée
Image montrant le début du train d'impulsions électriques Va et Vb envoyées à l'émetteur à ultrasons.
Indice
Selon le modèle d'oscilloscope, recherchez la zone de réglage "horizontal".
Réglage de la base de temps (« HORIZONTAL »
)
Grande base de temps
Base de temps intermédiaire
Pour information, un train d'impulsions d'amplitude maximale et de courte durée est souvent appelé du nom anglais "burst".
Remarque : le signal Vb apparaît ici bruité (présence de pics au moment des commutations)
Petite base de temps
Conclusion : Après avoir collé les oscillogrammes réalisés, consignez vos résultats dans le document-réponse :A partir de la mesure de T sur les oscillogrammes, calculez la fréquence f des signaux Va et Vb pour déterminer :
mesure de T sur les oscillogrammes.
La fréquence de Va ( TA en s -> fA en Hz )
Rappel : f = 1/T , la fréquence est l'inverse de la période ( 1 Hz = 1 s-1 )
Question
Détermination du signal électrique vu par l'émetteur à ultrasons.
Le composant "transducteur à ultrasons" reçoit sur ses bornes les signaux Va (Voie CH1 de l'oscilloscope) et Vb (Voie CH2) ;
il "voit" donc entre ses bornes le signal Va - Vb.
Sur l'oscilloscope, faites apparaître le signal MATH :
choisir l'opération - (soustraction)
choisir les sources CH1 et CH2
L'oscilloscope doit alors faire apparaître une nouvelle trace rouge qui est un signal calculé point par point à partir des signaux CH1 et CH2.
Avec vos réglages vous devez donc visualiser la différence de potentiel Va - Vb appliquée entre les bornes du transducteur à ultrasons.
Nous appellerons ce signal Vultrason
A partir des mesures effectuées sur les oscillogrammes, calculez les paramètres du signal Vultrason
Mesurer la période du signal Vultrason
Calculer la fréquence du signal Vultrason Va - Vb ( TUS en s -> fUS en Hz )
Justifier qu'il s'agit d'un signal ultrason
Déterminez la tension crête à crête du signal Vultrason
Indice
L'émetteur reçoit sur ses bornes les signaux Va (jaune) et Vb (bleu) ;
il "voit" donc entre ses bornes le signal Va - Vb (signal rouge ici calculé point par point par l'oscilloscope à partir des signaux 1 et 2)
