Dans cette séance, on cherche à convertir une tension en un nombre.
On peut alors, si on le désire, recalculer la tension à partir de ce nombre ; l'ordinateur est alors devenu un voltmètre ...

1. Comparaison de deux tensions.

Réalisez la simulation du circuit ci-contre dans Crocodile Clip. Observez et expliquez.

2. Comparaison d'une tension fixe et d'une tension délivrée par un CNA.

2.1. Connectez le module DEL et le module R-2R à l'ordinateur (sans oublier de les alimenter).

Chargez le logiciel ELWIN.

2.2. Reliez la sortie du réseau R-2R à l'entrée E- de l'amplificateur opérationnel (qui se trouve également sur la platine). Reliez la borne négative de la pile (environ 3 V) à la masse du circuit et la borne positive de la pile à l'entrée E+ de l'amplificateur opérationnel. 2.3. Le logiciel vous permet d'envoyer un nombre sur le port parallèle ; essayez plusieurs nombres ; observez et expliquez. 2.4. Vous pouvez maintenant associer un nombre à la tension aux bornes de la pile ; déterminez la relation qui relie ces deux grandeurs

Dans la suite, vous allez utiliser un oscilloscope pour observer simultanément, sur la voie 1, la tension "à convertir", et sur la voie 2, la tension délivrée par le CNA. Réfléchissez à la façon dont vous allez régler l'oscilloscope pour "bien voir ce qui se passe"...

3. Deux possibilités de recherche du nombre.

3.1. Le CNA délivre une rampe de tension. On augmente la valeur du nombre envoyé, en partant de 0, avec un pas de 1, jusqu'à ce que le comparateur "bascule". Calculez combien de tests on doit réaliser pour trouver l'encadrement.
3.2. La mesure est réalisée par dichotomie. Vous pouvez réaliser ce test "à la main" en contrôlant la tension délivrée par le réseau R-2R et en observant l'état du comparateur. On commence par le bit de poids fort ; si la tension délivrée par le CNA est supérieure à la tension inconnue, on ne "garde" pas ce bit. Dans le cas contraire, on le "garde". On passe alors au bit de poids immédiatement inférieur, on renouvelle l'opération, etc. Déterminez combien de tests on doit réaliser dans ces conditions.
Quelle est la méthode la plus rapide ? Vous pouvez simuler le fonctionnement du convertisseur (principe)

3. Calcul de la tension.

Si vous voulez que le logiciel recalcule les tensions, il faut déclarer les caractéristiques du CAN (entre 0 et 5 V).

Déterminez, pour ce CAN :
          la tension maximale que l'on peut convertir
          la résolution.

Calculez la précision relative pour la mesure d'une tension de 0,20 V puis pour la mesure d'une tension de 4,5 V ; commentez.

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