ii- rappel : definitions des signaux

-ACQUERIR L'INFORMATION -
conversion












I- PRESENTATION - DEFINITION :
La chaîne d'énergie exploite les informations qui proviennent de la
chaîne d'information. Ces informations sont acquises par des capteurs dont
le rôle est de transformer une grandeur physique en une grandeur mesurable.
La grandeur mesurable peut être obtenue sous deux formes
- ...........................................
- ...........................................

Si le traitement est numérique et que l'information est analogique il
faut dans ce cas une conversion Analogique/Numérique (...............). Si
le traitement est numérique et si les ordres de la chaîne d'énergie doivent
être analogiques, dans ce cas une conversion Numérique/Analogique est
nécessaire (......................).

Principe d'une chaîne de conversion dans un processus




II- RAPPEL : DEFINITIONS DES SIGNAUX

II-1-Signal analogique :
Un signal est dit analogique si l'amplitude de la grandeur
porteuse peut prendre une infinité de valeurs dans un intervalle donné.
C'est une fonction continue du temps. La grandeur analogique est
représentative d'une tension d'un courant.

II-2-Signal binaire :
Un signal est dit binaire si l'amplitude de la grandeur
porteuse de l'information ne peut
.......................................................

II-3-Signal numérique :
Un signal numérique est un signal dont l'amplitude donnée à un
instant est .................
................................................


III- CONVERSION NUMERIQUE ANALOGIQUE :
III-1-Définition.
Un convertisseur Numérique/Analogique est un circuit hybride
qui, à une information numérique d'entrée N codé suivant un certain
protocole, fait correspondre en sortie un signal analogique S. N
représente le « mot binaire » codé sur n bits. S représente le signal de
sortie.


III-2- Quantum :
Le quantum noté q correspond à la quantité élémentaire de
variation du signal de sortie. On appelle aussi « ............. »
............................ ou incrément de sortie

III-3- Résolution :
La résolution est donnée par le nombre de
........................... que le convertisseur peut accepter sur ses
entrées (caractérise le mot N à convertir). C'est le rapport q/PE en % ( PE
étant la pleine échelle, valeur analogique max. que peut prendre le
convertisseur)

III-4-Code de conversion :
L'écriture du nombre N peut se faire suivant deux modes de
représentation, ou code : - le
.....................................
- le ......................................


III-5- Code unipolaire :
L'écriture du mot binaire N est le binaire naturel. Ce code
permet d'obtenir en sortie du convertisseur une grandeur qui est
toujours ................................. (positive ou négative)

III-6- Code bipolaire :
L'écriture du mot binaire N est le binaire décalé ou binaire
signé (binaire avec signe ou complément à 2). Ce code permet d'obtenir
en sortie du convertisseur une grandeur (tension ou
courant) qui peut prendre des valeurs positives et négatives.
III-7- Exemple de convertisseur :
La table de vérité est la suivante
III-8- Applications :
III-8-1- Soit un convertisseur NA de 5 bits. Quand l'entrée vaut
10100 le courant de sortie vaut 10 mA. Calculer le courant de
sortie pour une valeur de 11101.


III-8-2- Soit un convertisseur NA de 5 bits. Quand l'entrée vaut
00001 la tension de sortie vaut 0,2 volts. Calculer la tension
de sortie maximum ?


III-8-3- Un convertisseur de 10 bits à un pas de progression de
10 mV déterminer la tension pleine échelle et la résolution
en pourcentage.



IV- ETUDE INTERNE DU CONVERTISSEUR N/A :

La structure interne de ces convertisseurs est basée sur
l'utilisation d'AOP montés en sommateur. (d'autres montages sont possibles)


Calculer la tension maximum de sortie de ce convertisseur après avoir
complété le tableau (la tension d'alimentation est de 5 volts).


V- AUTRE CONSTITUTION :
Le CNA précédent est un convertisseur de tension la sortie est
inversée, mais on peut utiliser d'autre type de convertisseur. Le
convertisseur N/A de courant à l'image du DAC 0800. Dans le montage suivant
exprimer le courant de sortie avec et sans Rf. Quelle remarque peut-on
faire.convertisseur N/A de tension par la mise en place d'un ampli
opérationnel


L'influence de la résistance Rf est loin d'être négligeable, pour
palier à cet inconvénient on transforme ce convertisseur N/A de courant en
monté en convertisseur courant/tension










Et Vs=..................

VI- APPLICATIONS DES CNA :
Dans la régulation. La sortie d'un ordinateur ou d'une carte
numérique peut être convertie en un signal analogique pour réguler une
grandeur électrique, le courant ou la vitesse, ou bien une température dans
le cas d'un four.

VII- CONVERSION ANALOGIQUE/NUMERIQUE :
VII-1-Définition :
Un convertisseur analogique numérique est un circuit hybride
qui transforme une grandeur analogique d'entrée E (souvent une
tension) en une valeur numérique N exprimé sur n bits. N représente le
mot binaire délivré en sortie du convertisseur qui est l'image de la
grandeur
d'entrée E. La conversion A/N est généralement plus difficile que la
conversion N/A. On y fait appel à un CNA, des portes logiques, une
horloge, des compteurs ou des registres.

VII-2- Quantification :
Cette opération consiste à discrétiser la grandeur électrique
d'entrée, c'est à dire que le signal analogique sera réduit en un
nombre fini de valeurs par une opération de prélèvement appelée
échantillonnage. Les valeurs d'entrées issues de cet échantillonnage sont
quantifiées. On obtient alors des grandeurs multiples d'une quantité
élémentaire q appelé quantum.

VII-3- Codage :
A chaque valeur (issue de la quantification) de la grandeur
d'entrée, cette opération associe un mot binaire de sortie. Avec un
codage sur n bits on obtient alors 2n valeurs possibles en sortie.

VII-4- Structure d'un CNA :

Explication du fonctionnement:
Une impulsion sur l'entrée "commande début" démarre le cycle, à
la cadence déterminée par l'horloge l'unité de commande modifie sans arrêt
le contenu du registre (c'est un compteur). Le signal numérique est
convertit en tension analogique Va' par le convertisseur NA, le
comparateur compare cette tension à la tension de mesure tant que Va >Va'
la sortie du comparateur reste à 1. Dès que Va