Science physisques - exercices 4 - correction, Exercices de Physique Avancée
Eleonore_sa
Eleonore_sa28 April 2014

Science physisques - exercices 4 - correction, Exercices de Physique Avancée

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Science physisques - exercices sur l'émission et réception en grandes ondes - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Caractéristiques des ondes émises, Transmission par modulation d’amplitude, Récep...
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EXERCICE III : EMISSION ET RECEPTION EN GRANDES ONDES spécialité 4pts

Centres étrangers 2009 EXERCICE III : ÉMISSION ET RÉCEPTION EN GRANDES ONDES Correction (4 points)

1. Caractéristiques des ondes émises

France Inter émet une onde de longueur d’onde  = 1852 m

Or f = lum c

f = , 83 00 10

1852

 = 162 kHz

La fréquence obtenue est bien comprise entre 150 kHz et 255 kHz, il s’agit d’une grande onde. 2. Transmission par modulation d’amplitude 2.1. La période du signal modulant est égale à la période de l’enveloppe. D’après la courbe, elle vaut T = 224 μs.

1 =mf

T

fm = 6

1

224 10 = 4,46103 Hz = 4,46 kHz

2.2.1. 1

P P

f T

fP= , 6

1

5 46 10 = 183 kHz

2.2.2. La fréquence obtenue correspond à celle d’Europe 1 (f1 = 183 kHz) 2.3.1. 2.3.2. Le spectre en fréquence de la tension modulée occupe une bande de fréquence de

largeur 2.fm centrée sur la fréquence de la porteuse. Soit une bande de 8,93 kHz (= 6

2

224 10 ).

3. Réception de l’onde hertzienne recherchée 3.1. L’étage 1 correspond au circuit d’accord. Il permet, grâce à l’antenne, de capter le signal modulé. Parmi toutes les ondes électromagnétiques reçues par l’antenne, le circuit LC permet de sélectionner les ondes de fréquences comprises environ entre fP–fm et fp+fm. La fréquence propre du circuit LC correspondant à la fréquence de la porteuse.

f (Hz)

Amplitude

0 fP - fm fP + fm

fP

3.2. La fréquence propre du circuit LC doit être accordée sur celle de la porteuse d’Europe1 : il

faut que f = f1. Soit f1 = .

1

2 L C

f12 = . . . 2

1

4 L C

L = . . .

1

2 2

1

4 f C

avec C = 0,47nF = 0,4710–9F, L = ( ) ,2 3 2 9

1

4 183 10 0 47 10      = 1,610–3 H = 1,6 mH

3.3.1. L’étage 2 correspond au détecteur d’enveloppe. Il permet d'éliminer le signal de la porteuse et de ne conserver que l'enveloppe du signal modulé reçu. On obtient une tension dont l'amplitude varie en suivant les variations du signal modulant. Cette tension variable contient cependant une composante continue (elle est n'est pas centrée sur zéro, mais est décalée au dessus de U = 0 V).

3.3.2. TP <R’.C’ < Tm Soit P

1

f R’.C’ <

m

1

f

3

1

183 10 R’.C’ <

,  3 1

4 5 10

5,510–6 s R’.C’ < 2,210–4 s

Les combinaisons possibles sont : R1.C1 = 101030,4710–9 = 4,710–6 s, trop proche de TP

R1.C2 = 101030,4710–6 = 4,710–3 s, trop longue

R2.C1 = 1001030,4710–9 = 4,710–5 s, convient

R2.C2 = 1001030,4710–6 = 4,710–2 s, trop longue Le couple (R2 ; C1) convient. 3.3.3. Le troisième étage permet d'éliminer la composante continue du signal issu du détecteur d’enveloppe. 3.4.

uSM

0 100 200 300 400 500 t (µs)

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