Collège · 3ᵉ · Physique
Transmission et réception de signaux
Modulation, antennes, chaîne de communication
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Transmission et réception de signaux » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en physique, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : La chaîne de communication : émetteur, canal, récepteur, Les canaux de transmission et le délai de propagation, Signal analogique, signal numérique, Coder l'information : bits, octets, numérisation. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en physique.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Physique
Transmission et réception de signaux
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Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — Un appel vidéo Marseille–Montréal (analyse d'une chaîne)
/ 4 pts- Lina, à Marseille, appelle sa cousine à Montréal en vidéo. Sa voix et son image sont captées par le micro et la caméra de son smartphone, transmises en Wi-Fi (2,4 GHz) à la box, puis par fibre optique jusqu'à un câble sous-marin de 6 000 km, et enfin jusqu'au smartphone de sa cousine. Identifier l'émetteur, au moins trois canaux successifs (en précisant la nature du signal dans chacun) et le récepteur.
- À quelle étape le signal est-il analogique ? À partir de quel moment est-il numérique ? Où redevient-il analogique ?
- Calculer le délai de propagation dans le câble sous-marin (200 000 km/s). Quel serait-il en passant par un satellite géostationnaire (36 000 km, 300 000 km/s, montée puis descente) ? Conclure sur le confort de la conversation.
- L'appel vidéo consomme 3 Mbit/s. Calculer la quantité de données échangées en 20 minutes, en Mbit puis en Mo.
Exercice 2 — Numériser un son (démarche expérimentale, tableau)
/ 4 pts- On enregistre le même son avec quatre réglages de numérisation.
Vérifier par le calcul le débit du réglage A et compléter celui du réglage C.Réglage Échantillons par seconde Bits par échantillon Débit (kbit/s) Qualité perçue A 8 000 8 64 voix compréhensible, sourde B 22 050 16 352,8 bonne C 44 100 16 ? qualité CD D 44 100 24 1 058,4 studio - Combien de valeurs différentes peut prendre un échantillon codé sur 8 bits ? sur 16 bits ? Quel effet cela a-t-il sur la fidélité du son ?
- Calculer la taille, en Mo, d'une chanson de 3 min 30 enregistrée avec le réglage C.
- Pourquoi le téléphone se contente-t-il du réglage A alors que la musique demande au moins le réglage C ? Que change le passage de C à D ?
Exercice 3 — Télécharger, diffuser (calculs de débit)
/ 4 pts- Un film pèse 4,8 Go. Convertir cette taille en mégabits.
- Calculer sa durée de téléchargement en ADSL (12 Mbit/s) puis par la fibre (800 Mbit/s). Exprimer les résultats en unités adaptées.
- Un flux vidéo HD consomme 5 Mbit/s. Quelle quantité de données représente 2 h de visionnage, en Go ? Combien de films de 2 h un forfait mobile de 20 Go permet-il de regarder ?
- Le soir, dans une famille, deux téléviseurs diffusent en HD (5 Mbit/s chacun), un enfant joue en ligne (3 Mbit/s) et un parent est en visioconférence (4 Mbit/s). Une connexion ADSL à 12 Mbit/s suffit-elle ? Justifier.
Exercice 4 — Porteuses, antennes et modulation (lecture d'un tableau)
/ 4 pts- Le tableau donne les fréquences utilisées par quelques services de communication sans fil.
Calculer la longueur d'onde d'une porteuse FM à 100 MHz et celle du Wi-Fi à 2,4 GHz (c = 3,00 × 10⁸ m/s).Service Fréquence Signal Radio FM 88 à 108 MHz analogique, modulation de fréquence Radio DAB+ 174 à 240 MHz numérique TNT 470 à 694 MHz numérique Wi-Fi 2,4 GHz numérique - Une antenne est efficace lorsque sa longueur vaut environ un quart de la longueur d'onde. Calculer les longueurs d'antenne correspondantes et expliquer pourquoi l'antenne d'un autoradio dépasse alors que celle d'un smartphone est invisible.
- En FM, quel paramètre de la porteuse est modifié par le son ? Pourquoi utilise-t-on une porteuse plutôt que d'émettre directement le son ?
- Quel service du tableau est analogique ? Donner deux avantages du passage de la radio FM au DAB+ numérique.
Exercice 5 — Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative
/ 4 pts- « Une fibre optique transporte un signal électrique. » Vrai ou faux ? Justifier.
- « Un fichier numérique copié cent fois est strictement identique à l'original. » Vrai ou faux ? Justifier.
- Un élève télécharge 10 Mo en 5 s et écrit : débit = 10 / 5 = 2 Mbit/s. Corriger son calcul.
- Une sonde spatiale près de Saturne, à 1,5 milliard de km, envoie une image de 8 Mo avec un débit de 100 kbit/s (ondes radio, 300 000 km/s). Calculer la durée d'émission de l'image et le délai de propagation. Au bout de combien de temps après le début de l'émission l'image complète est-elle reçue sur Terre ? Toute démarche sera valorisée.
Ce contrôle de physique 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Transmission et réception de signaux » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Un appel vidéo Marseille–Montréal (analyse d'une chaîne)/ 4 pts
- Exercice 2 — Numériser un son (démarche expérimentale, tableau)/ 4 pts
- Exercice 3 — Télécharger, diffuser (calculs de débit)/ 4 pts
- Exercice 4 — Porteuses, antennes et modulation (lecture d'un tableau)/ 4 pts
- Exercice 5 — Vrai ou faux argumenté, et prise d'initiative/ 4 pts
Notions évaluées
La chaîne de communication : émetteur, canal, récepteur, Les canaux de transmission et le délai de propagation, Signal analogique, signal numérique, Coder l'information : bits, octets, numérisation, Le débit : combien de bits par seconde ?, Pour aller plus loin : onde porteuse, modulation, antennes.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Transmission et réception de signaux » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Transmission et réception de signaux » du programme officiel de physique en troisième, soit La chaîne de communication : émetteur, canal, récepteur, Les canaux de transmission et le délai de propagation, Signal analogique, signal numérique, Coder l'information : bits, octets, numérisation.
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