MPI - Conversion analogique numérique

Introduction - partie 1 - partie 2

CAN - partie 1 - comparaison

Nous allons réaliser par simulation un CAN 3 bits8

Il s'agit donc de convertir une tension (que l'on appelera Ue) en une information binaire.

1. Préparatifs

Rappels sur la conversion décimale (base 10) binaire (base 2)

1.1 Combiens de valeurs (ou de niveaux) différentes peut afficher un codeur 3 bits ?

1.2 Soient les 3 bits a₂, a₁ et a₀ du convertisseur. a₀ est le LSB et a₂ est le MSB. Que signifient LSB et MSB ?

Rappel : cours sur la numération

Mon convertisseur 3 bits va convertir des tensions comprises entre 0 et 7 V.

1.3 Donner pour chaque niveau du convertisseur, la tension et le mot binaire correspondants (reproduire sur papier et compléter le tableau si dessous).

niveau décimal	Tension (V)	mot binaire a2 a1 a0
0
1
...

1.4 Quelle est la résolution (ou précision) en volts par bit du convertisseur ?

1.5 Que faut-il pour avoir un convertisseur plus précis ?

1.6 Reproduire et compléter le tableau ci-dessous ?

tension réelle (V)	Tension qui sera donnée par le convertisseur (V)	Valeur décimale	mot binaire a2 a1 a0
0
0,75
2,5
4,6
5,9
6,24
7,1
10,5

1.7 Calculer la résolution d'un convertisseur 12 bits dont la tension d'entrée peut varier de -10V à +10V.

2. Rappel : pont diviseur

2.1 Quelle est la relation donnant v_s en fonction de R₁, R₂ et v_e ?

Rappel : pont diviseur

2.2 Que devient cette relation si R₁ = R₂ ? (si nécessaire voir le fichier "pont_diviseur.cyp")

3. Echelle de tensions

Cette echelle de tension va nous donner tous les niveaux de tension du convertisseur 3 bits.

Vous disposez de plusieures résistances de 1kΩ et d'une source de tension de 7 V.

3.1 En utilisant le principe du pont diviseur (mais avec plus de deux résistances), construisez une échelle de tensions avec le nombre de niveaux nécessaires pour le convertisseur 3 bits. Faire un schéma et donner les valeurs de tension pour chaque niveau du pont.

4. Rappel : comparateur

4.1 Que vaut approximativement u_s si v⁺ > v^- ? et si v⁺ < v^- ? (si nécessaire voir le fichier "comparateur.cyp")

Nous allons dire que la sortie du comparateur est à l'état haut si v⁺ > v^- et à l'état bas si v⁺ < v^- .

5. Comparaisons

On veut faire correspondre à Ue (la tension à numériser) un niveau de tension du convertisseur.

Exemple

5.1 Quel sera l'état de la sortie du comparateur si Ue = 6,45 V ?

5.2 Quel sera l'état de la sortie du comparateur si Ue = 5,97 V ?

Il faudra donc comparer Ue à chaque niveau du convertisseur.

5.3 Combien de comparateurs faudra-t-il ?

Réaliser le montage dans Crocodile Physique (placer des sortie logiques en sorties des comparateurs). Le montage comprend, entre autre, l'échelle de tension qui définit les différents niveaux du convertisseur, les comparateurs et la tension à convertir .

5.4 Construire la table de vérité des 3 bits du compararteur en fonction des sorties des comparateurs (compléter le "tableau 1" préparé dans le fichier Excel "tableaux_can.xls").

Vocabulaire : faire correspondre la tension réelle à la tension d'un niveau du convertisseur s'appelle "échantillonner le signal".

FIN DE LA PREMIERE PARTIE.