Analyse de forme d'onde

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Ordinateur personnel compatible IBM avec carte son, exécutant Windows 3.1 ou supérieur
• Logiciel Winscope, téléchargeable gratuitement sur Internet
• « clavier » électronique (musical)
• Prise de type casque « mono » (pas stéréo) pour clavier
• Fiche de type casque « mono » (pas stéréo) pour l'entrée microphone de la carte son de l'ordinateur, avec des fils pour la connexion à des sources de tension
• potentiomètre 10 kΩ

Les pièces et l'équipement de cette expérience sont identiques à ceux requis pour l'expérience « oscilloscope PC ».

REFERENCES CROISEES Leçons En Circuits Électriques , Volume 2, chapitre 7 : « Signaux alternatifs à fréquences mixtes »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Pour comprendre la différence entre les tracés du domaine temporel et du domaine fréquentiel
• Développer un sens qualitatif de l'analyse de Fourier

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Le programme Winscope est livré avec une autre fonctionnalité autre que l'affichage typique de l'oscilloscope « domaine temporel » :l'affichage « domaine fréquentiel », qui trace l'amplitude (verticale) sur la fréquence (horizontale). L'affichage « domaine temporel » d'un oscilloscope trace l'amplitude (verticale) au fil du temps (horizontale), ce qui est parfait pour afficher la forme d'onde. Cependant, lorsqu'il est souhaitable de voir la constitution harmonique d'une onde complexe, un tracé du domaine fréquentiel est le meilleur outil.

Si vous utilisez Winscope, cliquez sur l'icône « arc-en-ciel » pour passer en mode domaine fréquentiel. Générez un signal sinusoïdal à l'aide du clavier musical (flûte de pan ou voix de flûte), et vous devriez voir un seul «pic» sur l'écran, correspondant à l'amplitude du signal monofréquence. Déplacer le curseur de la souris sous le pic devrait entraîner l'affichage numérique de la fréquence en bas de l'écran.

Si deux notes sont activées sur le clavier musical, le tracé doit montrer deux pics distincts, chacun correspondant à une note particulière (fréquence). Les accords de base (trois notes) produisent trois pointes sur le tracé du domaine fréquentiel, et ainsi de suite. Comparez cela avec un tracé d'oscilloscope normal (domaine temporel) en cliquant à nouveau sur l'icône « arc-en-ciel ».

Un accord musical affiché dans un format de domaine temporel est une forme d'onde très complexe mais est assez simple à résoudre en notes constitutives (fréquences) sur un affichage de domaine fréquentiel.

Expérimentez avec différentes « voix » d'instruments sur le clavier musical, en corrélant le tracé du domaine temporel avec le tracé du domaine fréquentiel. Les formes d'onde symétriques au-dessus et au-dessous de leurs axes ne contiennent que des harmoniques impaires (multiples entiers impairs de la base, ou fondamentaux fréquence), tandis que les formes d'onde non symétriques contiennent également des harmoniques paires. Utilisez le curseur pour localiser la fréquence spécifique de chaque pic sur le tracé, et une calculatrice pour déterminer si chaque pic est pair ou impair.

FEUILLE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Fiche de travail sur la modulation du signal
• Feuille de travail sur les formes d'onde CA
• Fiche de travail sur les signaux à fréquence mixte