TD E1 Systèmes électroniques non linéaires

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1 E E : ELN NL : s CNA basés sur les Cis : Datasheet AD75 Datasheet DAC8 : à intégration numérique : 4 : double rampe : 5 : SigmaDelta Intervenants Cours / s /TPs : Leymarie H. // Camps T.// Perisse T. Bibliographie : Principes de conversions JeanPaul Troadec Dunod Acquisition de données Georges Asch Dunod Traitement des signaux et acquisition de données (cours et exercices résolus) Francis Cottet Dunod. Techniques de l ingénieur Claude Prévot E7, E7, E7.

2 E n ELN NL A) on considère le montage de la figure : l amplificateur opérationnel est idéal, si VD <,6V la diode est bloquée (ID = A) et quand la diode est passante la tension à ses bornes est de VD =,6 V. i e D v e D v' s v s Fig A.) Pour une tension d entrée positive Ve > v, donner l état de conduction des diodes (D, D) en le justifiant (hypothèses et vérifications), puis après avoir simplifié le circuit, calculer l expression littérale et numérique du courant d entrée ie, des tensions de sortie VS et V S. A.) Pour Ve < v, donner l état de conduction des diodes (D, D) en le justifiant (hypothèses et vérifications), puis calculer l expression littérale et numérique des tensions de sortie VS et V S. En déduire la fonction de ce montage. B) On considère le montage de la figure, où l A.O.P est idéal. Calculer l expression littérale du gain en tension AV = Vs/Ve en fonction des éléments du circuit. v v ' v s C) On considère le montage de la figure, où l A.O.P est idéal. Fig C.) Calculer l expression littérale du gain en tension AV = Vs/Ve. v e D D ' v s camps@laas.fr helene.leymarie@univtlse.fr Fig

3 E n ELN NL C.) Quel doit être la valeur de pour réaliser un montage redresseur sans seuil. D) On considère le montage de la figure 4, où l A.O.P est idéal, calculer l expression littérale du courant d'entrée "ie" et du gain en tension AV = Vs/Ve en fonction des éléments du circuit et du signe du signal d'entrée (Ve > ou <). Quel est sa fonction? i e D v e C v s Fig 4 E) On considère le montage de la fig.5, où : l A.O.P est idéal; = 5. et =.; si VD <,6V la diode est bloquée (ID = A) et quand la diode est passante la tension à ses bornes est VD=,6V. Calculer l expression littérale et numérique du gain en tension AV= Vs/Ve pour Ve> et Ve< D v e D vs Fig 5 camps@laas.fr helene.leymarie@univtlse.fr

4 E CNA n : CNA basé sur le CI AD75 (cf doc constructeur): Analyse du CI AD75 : Schéma p du datasheet : Donner l expression des courants Iout et Iout en fonction des entrées numériques Bit(MSB), Bit,, Bit(LSB) ( les broches () et () sont à la masse et la broche (6) en l air). Applications : Figure 8 (p5 datasheet) : Donner Vout en fonction de feedback et de Iout? Quel est le code correspondant cette configuration? Valeur pleine échelle? et Quantum? eprenons la figure 8 (p5 datasheet) et Vout n est plus rebouclé sur la broche (6) mais sur Vref broche (5) et une tension analogique Ve attaque la broche (6). Donner la relation entre Vout, Ve et les entrées numériques? 4 Figure 9 (p6 datasheet) : Quel est le code correspondant à cette configuration de câblage? Expliquer le rôle des différents éléments. n : CNA basé sur le CI DAC8 (cf doc constructeur): Analyse du CI DAC8 : A l aide de la figure 7 du datasheet ; Donner l expression de la tension de sortie E en fonction de I ref,, V et de la valeur numérique N présente sur les entrées du CNA. Applications : Calculer ref pour avoir I ref =ma? ( V ref =5v.) Proposer un schéma complet de câblage complet (CNA composants externes) d un convertisseur dont la tension de sortie varie entre 5v et 5v. Tracer la caractéristique théorique E =f(n). E n est pas symétrique / à. Proposer un montage permettant d avoir une symétrie en sortie.

5 E CNA 4 Calculer la valeur de la résolution du CNA? 5 Donner le temps de conversion? Le temps de propagation? Bibliographie : Principes de conversions JeanPaul Troadec Dunod Acquisition de données Georges Asch Dunod Traitement des signaux et acquisition de données (cours et exercices résolus) Francis Cottet Dunod. Techniques de l ingénieur Claude Prévot E7, E7,E7.

6 et 4 et 5 E n : à intégration numérique : La figure cidessous donne le schéma d un convertisseur numériqueanalogique de n bits. Les interrupteurs sont représentés pour les entrées numériques a, a,, an à l état bas. Vs an an an ai a a a Vref a a an Montrer que VS = Vref *... n? On donne n=8 et V ref = V. Quelle est la valeur de la pleine échelle PE? du quantum Q? eprésenter schématiquement la caractéristique de transfert du convertisseur? Le convertisseur précédent constitue la chaîne de retour d un convertisseur analogiquenumérique selon la figure cidessous. Le signal d horloge H est un signal carré de période T. Le compteur (8 bits) travaille en code binaire naturel, il commute sur les fronts négatifs des créneaux appliqués à son entrée d horloge, sa remise à zéro est active au niveau haut. Le monostable qui déclenche sur front positif délivre une brève impulsion qui remet à zéro les bascules D. La conversion débute lorsqu une brève impulsion est appliquée sur l entrée OC. On suppose que la tension à convertir Ve est constante et positive.

7 et 4 et 5 E H H' Compteur 8 bits a8 a Ve OC D Q D Q Vref (V.) CNA Vs 748 Clock Clock U OUT Monostable En supposant qu initialement Q=Q=. eprésenter graphiquement l évolution, à partir du moment où un ordre de conversion OC est donné, des signaux H,Q,Q,H,Ve et Vs (ces derniers dans le même système d axes), et des signaux en sortie du comparateur et du monostable. On désigne par N l état du compteur lorsque la sortie du comparateur passe à. Pour quel intervalle de valeur de Ve cet état estil obtenu? En déduire le quantum Q du proposé? Quelle est la valeur maximale de Ve qui peut être convertie? eprésenter schématiquement la caractéristique de transfert du? Que faudraitil faire pour obtenir la caractéristique de transfert classique d un? 4 Dans le cidessus, on suppose maintenant que la tension Ve varie lentement durant la conversion, tout en restant dans les limites de fonctionnement du convertisseur. Donner, en fonction de la période T de l horloge H, la vitesse maximale admissible de variation de Ve si on veut limiter à ½ LSB l incertitude correspondante sur le résultat de la conversion?

8 et 4 et 5 E Pb n 4 : double rampe :

9 et 4 et 5 E 4

10 et 4 et 5 E n 5 : deltasigma : 5

11 et 4 et 5 E Bibliographie : Principes de conversions JeanPaul Troadec Dunod Acquisition de données Georges Asch Dunod Traitement des signaux et acquisition de données (cours et exercices résolus) Francis Cottet Dunod. Techniques de l ingénieur Claude Prévot E7, E7, E7. 6