1. Un circuit électrique un peu particulier :
le réseau R-2R
Réalisez le montage ci-contre :
Les points D0 (bit 0) et D1 (bit 1) peuvent être portés au potentiel 0 V ou +6 V (état 0 ou état 1)
Mesurez la tension US pour les différents cas suivants :
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D1 |
D0 |
valeur D1D0 |
US |
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0 |
0 |
|
|
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0 |
1 |
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|
|
1 |
0 |
|
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1 |
1 |
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Combien de bits utilise-t-on ?
Combien peut-on créer de tensions différentes ?
Quelle valeur sépare deux tensions successives ?
Combien vaut la tension maximale que l'on peut obtenir dans ces conditions ? |
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2. Le réseau s'agrandit.
Utilisez la platine spécifique.
La tension d'alimentation reste la même : complétez le tableau.
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D2 |
D1 |
D0 |
valeur D2D1D0 |
US |
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0 |
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
1 |
|
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
|
0 |
1 |
1 |
|
|
|
1 |
0 |
0 |
|
|
|
1 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
0 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
|
|
Combien de bits utilise-t-on ?
Combien peut-on créer de tensions différentes ?
Quelle valeur sépare deux tensions successives ?
Combien vaut la tension maximale que l'on peut obtenir dans ces conditions ? |
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Pouvez-vous prévoir l'étape suivante, où l'on utilise 4 bits ? Proposez une définition du pas du convertisseur.
3. Convertisseur 8bits.
3.1. Connexion.
Connectez le module R2R au module
DEL ; alimentez celui-ci.
Mettez l'ordinateur sous tension et lancez le logiciel ELWIN.
3.2. Mesures.
Le logiciel permet de commander l'état de l'octet de sortie à l'aide d'un nombre
n compris entre 0 et 255 (voir la séance communiquer
avec un ordinateur) ; mesurez la tension à la sortie du convertisseur
et complétez le tableau suivant :
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Nombre
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Tension (V)
|
Nombre
|
Tension (V)
|
Nombre
|
Tension (V)
|
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0
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|
8
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|
70
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1
|
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9
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80
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2
|
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10
|
|
90
|
|
|
3
|
|
20
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100
|
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4
|
|
30
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150
|
|
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5
|
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40
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200
|
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|
6
|
|
50
|
|
250
|
|
|
7
|
|
60
|
|
255
|
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3.3. Traitement
Tracez le graphe montrant l'évolution de US en fonction de n (dans
un tableur permettant la modélisation)
Quelle relation mathématique relie US et n ?
Modélisez la courbe obtenue ; montrez que la modélisation permet de trouver le pas du convertisseur.
3.4. Attention !
Le graphe obtenu associe un nombre (porté en abscisse) à une tension (portée
en ordonnée). La droite modèle passe au mieux par les points expérimentaux.
Ceci laisse penser que l'on peut obtenir n'importe quelle tension comprise entre
0 V et 5 V. (figure 1).
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figure 1
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figure 2
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En réalité, n est un nombre entier et US ne peut prendre
que des valeurs discrètes. C'est pourquoi on préfère la représentation
de la figure 2.
Quel serait le pas d'un convertisseur correspondant à la figure 2 ?
4. Générateur de tensions variables.
Le logiciel
utilisé permet de générer différents types de signaux (carré, rampe, triangle,
sinusoïdal)
Pour chaque type de signal, représentez l'oscillogramme obtenu et déterminez
les caractéristiques de la tension (période, fréquence, valeurs extrêmes)
Attention !...
Pour passer d'un
signal à un autre, il est nécessaire d'appuyer sur la touche ESC.
5. Un peu de théorie.
Retrouvez par un calcul la valeur de la tension US mesurée en 1 quand D1D0 = 2 (10)
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Il est astucieux de refaire un schéma de la situation :
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afin de se ramener à un diviseur de tension (situation connue) :
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Et si vous avez du courage, tentez les autres cas (D1D0 = 3 ou 1)
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