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Conversion analogique-numérique
Exercice 30 Convertisseur à rampe numérique (simple rampe)
Cet exercice correspond au matériel Pierron, qui est couramment utilisé lors de l’épreuve
de montage. On appelle U la tension analogique à numériser.
U r
U
+
–
+
–
générateur
de rampe
= 1
ET
horloge
compteur
8 bits
a
b
c
d
Le générateur de rampe peut être un CNA ou bien le simple intégrateur ci-dessous où
U ref est une tension continue négative.
U r
U ref
+
–
R
C
i
1. Étude du générateur de rampe :
– exprimer i en fonction de U ref et R puis en fonction de U r et C ;
– en déduire l’évolution de U r en fonction du
temps (à t = 0, U r = 0).
2. Étude des comparateurs :
– donner les états logiques a et b des deux comparateurs selon les valeurs de U et de U r ;
– à quelle date T se fait le basculement du comparateur du haut ?
3. Étude du circuit logique ( porte OU exclusif 1 porte ET ) : en fait, dans la plaquette
Pierron, le générateur de rampe fournit la tension U r suivante :
t
U r
T r
Donner la table de vérité du circuit logique en
précisant les différents états logiques de a, b, c et
d entre t = 0 et t = T r .
4. Chronogrammes : soit U h la tension en créneaux
délivrée par l’horloge pendant la période T h T r
et soit U s la tension à l’entrée du compteur.
Représenter les variations des tensions U r et U s au
cours du temps. Bien préciser entre quelles dates
t 1 et t 2 le compteur est alimenté.
5. Le compteur reçoit N créneaux de période T h pendant la durée t, N = t/T h .
En déduire la loi de conversion analogique-numérique liant U à N .
6. Quelle est la résolution (tension analogique U minimum) du convertisseur ?
4. ÉLECTRONIQUE
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