20. Conversion Analogique Numérique

(1)

20. Conversion Analogique Numérique

1. Analogique ou numérique ?

a. Petit retour….en arrière

Lors du TP sur le capteur de température :

 on a mesuré la température avec une thermistance qui a transformé la température en résistance

 on a transformé la résistance en tension ( montage diviseur de tension )

 CASSY a transformé la tension ( grandeur analogique ) en grandeur numérique, ce que comprend l’ordinateur.

b. Les différents types de signaux b.1. Signal analogique :

Signal dont l’amplitude varie de façon continue au cours du temps.

Tous les niveaux dans un domaine donné sont permis. C’est le cas de la plupart des paramètres de la physique (température, vitesse, pression…)

b.2. Signal échantillonné :

Ce signal ne prend une valeur qu’à des intervalles de temps réguliers.

L’intervalle de temps entre deux prises d’échantillons est appelé : pas d’échantillonnage (et l’inverse fréquence d’échantillonnage). Plus cette fréquence sera élevée plus on se rapprochera du signal analogique.

b.3. Signal numérique

Un signal numérique est représenté par un nombre binaire, constitué d’éléments binaires (bits). Ce nombre binaire ou « mot » représentera la valeur du signal aux instants imposés par l’échantillonnage.

c. CAN

Dans Cassy, il y a un Convertisseur Analogique Numérique (CAN) qui est un dispositif électronique essentiel de la carte d’acquisition ; il transforme une tension analogique en une suite de codes binaires (0 et 1).

MPI tempfile_2186.doc page 1

(2)

Symbole :

2. Etude d’un CAN

a. Première étape : Echelle de tension

Toutes les résistances R sont identiques : R = 1 k

L'alimentation Uref = 15 V

Déterminer UR, tension aux bornes de R, en fonction de Uref et R. ( aide : revoir le diviseur de tension)

On admet que le courant est nul dans les branches latérales (plus loin on verra que ces branches seront reliées à l’entrée d’un Amplificateur opérationnel donc on a bien I = 0).

R réf réf

R 1

U U U

5R 5

 

On définit alors une échelle de tension dont les

« barreaux » sont égaux à Uref/NR. ( NR : nombre de résistances )

Complément

b. Deuxième étape : la comparaison b.1. Principe

Dans quel cas la DEL s’allume-t-elle ? La DEL s’allume si Ui >UR

b.2. Etude du montage

Réaliser le montage suivant dans Crocodile clip.

Toutes les résistances R sont identiques : R = 1 k.

L'alimentation Uref = 15 V

Les A.O sont alimentés en (+15 V ; - 15 V)

(3)

La protection des DELs est assurée par les résistances Rp = 470 .

On fait varier U de 0 à 15V

Attention ! Les LED proposées par CP ne supportent pas une tension supérieure à 13V…or elles seront amenées à supporter 15V ( astuce …mais à ne pas employer de façon exagérée…. ! Dans « option » rendre les composants indestructibles !)

Uref = 15 V