Science physisques - exercice 3 - correction, Exercices de Physique Avancée
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Science physisques - exercice 3 - correction, Exercices de Physique Avancée

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Science physisques - exercices sur le téléphone portable et ondes radio - correction.Les principaux thèmes abordés sont les suivants:Les ondes électromagnétiques pour communiquer,L’émission d’une onde électromagnétique p...
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Exercice 3 Téléphone portable et ondes radio (4 points) Spécialité

Amérique du Sud 11/2009 Correction EXERCICE III. TÉLÉPHONE PORTABLE ET ONDES RADIO (4 points)

1. Les ondes électromagnétiques pour communiquer. 1.1. D’après le texte, l’une des gammes de fréquences utilisées pour le téléphone portable s’étend de 890 à

915 MHz. Soit autour de 900 MHz = 900106 Hz = 9,00108 Hz, donc un ordre de grandeur de 109 Hz.

1.2.  = c

 , avec c = 3108 m.s-1 soit un ordre de grandeur pour c de 108 m.s-1.

Ordre de grandeur de la longueur d’onde dans le vide des ondes :  =

8

9

10

10 = 10–1 m

2. L’émission d’une onde électromagnétique par un portable. 2.1.1. L’onde porteuse est un signal de haute fréquence, on la trouve au point B. 2.1.2. Le signal modulant est le signal électrique créé par le microphone, on le trouve au point A. 2.2.1. La porteuse est un signal haute fréquence, tandis que le signal modulant correspond à la gamme de fréquences des sons audibles donc entre 20 Hz et 20 kHz. Pour obtenir une modulation de bonne qualité, il faut fP >> fm.2.2.2. s(t) = k.u1(t).u2(t) s(t) = k.[u(t) + U0] . v(t)

s(t) = k.[Um cos ( 2 fm t) + U0] . Vm cos (2 fp t)

or s(t) = Sm cos(2fpt)

par identification on a Sm = k.[Um cos ( 2 fm t) + U0] . Vm

2.2.3. On a obtenu Sm = k.[Um cos ( 2 fm t) + U0] . Vm,

Sm = [k. Um cos ( 2 fm t) + k.U0].Vm

Sm = k. Vm . Um cos ( 2 fm t) + k.U0.Vm Avec A = k.Vm.U0

Sm =

0

A

U .Um. cos ( 2 fm t) + A

Avec m = Um/U0

Sm = A.m. cos ( 2 fm t) + A

Sm = A (m.cos2fmt + 1) 2.2.4. Pour que la modulation soit de bonne qualité, il faut que m < 1. 2.3. 2.3.1. fP = 1/TP

Graphiquement, on mesure 20 TP = 10 ms, soit TP = 0,50 ms = 5,010–4 s. Donc fP = , 4

1

5 0 10 = 2,0103 Hz

2.3.2. fm = 1/Tm

Graphiquement, on mesure 2 Tm = 10 ms, soit Tm = 5,0 ms = 5,010–3 s. Donc fm = , 3

1

5 0 10 = 2,0102 Hz

s(t) en V

t en ms

20 TP 2 Tm

Sm min Sm max

2.3.3. Graphiquement, on mesure Sm max = 9,0 V et Sm min = 6,0 V.

m = m max m min

m max m min

S S

S S

m = , ,

, ,

9 0 6 0

9 0 6 0

 = 0,20 On vérifie que m < 1.

3. La réception d’une onde électromagnétique et sa démodulation.On peut représenter symboliquement la chaîne de réception par le schéma de la figure 2 : 3. Il convient d’utiliser : 3.1. pour le détecteur d’enveloppe : b3.2. pour le filtre passe-haut : c

Haut-

parleur

Antenne

+

Circuit

d’accord

Démodulateur

Détecteur

d’enveloppe

Filtre

passe-haut Amplificateur Amplificateur

(a) (b)

(c)

Fig 2

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