Conversion analogique-numérique : bac STi génie électronique  2010 En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de Cookies vous proposant des publicités adaptées à vos centres d’intérêts.

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Le dispositif étudié doit asservir la position angulaire des pales à la valeur numérique Nc délivrée par le micro-contrôleur. En fonction de la vitesse du vent, le dispositif reçoit une consigne angulaire d’inclinaison des pales, sous la forme d’une information numérique Nc, codée sur 4 bits. Un moteur à courant continu oriente les pales dans la position attendue q. Une vue d’ensemble de l’asservissement est donnée figure 8. Conversion Numérique-Analogique. Cette fonction est réalisée par le circuit schématisé sur la figure 9. La consigne angulaire Nc codée sur 4 bits (a3, a2, a1, a0) est convertie en une tension analogique UCNA. Pour i = 0, 1, 2 ou 3, la position de l'interrupteur Ki dépend de la valeur du bit ai : Si ai = 0 alors Ki est en position 0 et si ai = 1 alors Ki est en position 1. Quel est le régime de fonctionnement de l'amplificateur opérationnel AO2 ? La présence d'une boucle de contre réaction entre l'entrée inverseuse et la sortie indique que l'AO2 peut fonctionner en régime linéaire.  En déduire que les tensions entre les points P0, P1, P2 ou P3 et la masse du montage peuvent être considérées comme nulles quelles que soient les positions des interrupteurs Ki. Lorsque les interrupteurs Ki sont en position 0, les points P0, P1, P2 ou P3 sont reliés à la masse. Lorsque les interrupteurs Ki sont en position 1, les points P0, P1, P2 ou P3 sont reliés à l'entrée inverseuse de l'AO2. En régime linéaire, les deux entrées de l'AO2 sont au même potentiel, celui de la masse dans ce cas. Les tensions entre les points P0, P1, P2 ou P3 et la masse peuvent être considérées comme nulles quelles que soient  les positions des interrupteurs Ki.   Exprimer la tension UCNA en fonction de l'intensité I. Justifier que l'intensité I puisse s'écrire: I = a3.I3 + a2.I2 + a1.I1 + a0.I0. Les intensités I0, I1, I2, I3 s'ajoutent ( loi des noeuds) lorsque les ai valent 1. Par contre si ai = 0, l'intensité Ii n'apporte pas sa contribution à I. ( interrupteur Ki ouvert ) Déterminer la résistance équivalente Re au dipôle passif D1 situé à droite des bornes Q0 et P'0 et en déduire l'expression de U0 en fonction de U1. Deux résistances de même valeur 2R montées en dérivation ; Re = ½(2R) = R. U0 = ½U1. Appliquer le même raisonnement pour exprimer U1 en fonction de U2 puis U2 en fonction de U3 et enfin U3 en fonction de E. U1 = ½U2 ; U2 = ½U3 ; U3 = ½E. Montrer que l'intensité I3 peut s'écrire :  I3 = E / (4R). En déduire l’expression de I2, I1 et I0. U3 =2 R I3 et U3 = ½E, par suite I3 = E / (4R). I2=U2 /(2R)  ; U2 = ½U3 et U3 = ½E ; d'où U2 =0,25 E, par suite I2=0,25 E /(2R) = E/(8R). I1=U1 /(2R)  ; U1 = ½U2 et U2 =0,25 E ; d'où U1 =0,125 E, par suite I1=0,125 E /(2R) = E/(16R). I0=U0 /(2R)  ; U0 = ½U1 et U1 =0,125 E ; d'où U0 = E / 16, par suite I0= E/(32R). En remplaçant les intensités des courants par les expressions déterminées ci-dessus, exprimer UCNA en fonction de E, R, R' et les valeurs des bits a0, a1, a2 et a3. I = a3.I3 + a2.I2 + a1.I1 + a0.I0 = E/R [a3/4+ a2./ 8 + a1 / 16 + a0./ 32 ] UCNA=-R'I = -R'E / R [a3/4+ a2/ 8 + a1 / 16 + a0/ 32 ]. UCNA=-R'I = -R'E / (32R) [23a3+ 22a2 + 2 a1+ a0 ]. En déduire que l'on peut écrire UCNA = q.NC. Préciser l'expression de q. On pose NC =23a3+ 22a2 + 2 a1+ a0 ; q = -R'E / (32R) ; d'où UCNA = qNC. Compléter les 3 cases vides du tableau. On donne E = - 10 V et R = R' = 27 kW.   En déduire la valeur numérique du quantum q. q = -R'E / (32R) = 10/32= 0,3125~ 0,312 V. Tracer la caractéristique de transfert du CNA.

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