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Étude de la Conversion Analogique / Numérique |
II – Étude de la Conversion Analogique / Numérique
Introduction et mise en situation
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Cette conversion est forcément nécessaire car la vie et quasiment tous les signaux issus de la nature sont de type analogiques. Or, aujourd'hui les principaux modes de mesure, de stockage et de traitement des informations sont de type numérique (ordinateur, téléphones, serveurs, ...) |
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Définition d’un convertisseur analogique-numérique :
Un Convertisseur Analogique/Numérique (CAN ou DAC en anglais) est un système électronique qui permet de convertir une grandeur électrique (une tension principalement) en une valeur numérique. Cette valeur numérique est codée sur n bits, n étant la résolution du convertisseur. La résolution est une caractéristique fondamentale du convertisseur et dépend directement du système électronique mis en œuvre. Elle définit la précision à laquelle la grandeur électrique sera convertie.
Le symbole fonctionnel est le suivant :
Le nombre N est calculé de la manière suivante :
Avec
N : Nombre entier codée sur n bits,
Ve : tension d’entrée du convertisseur en Volt,
q : quantum en Volt.
Définition du quantum :
Le quantum q est directement lié au nombre de bits n du convertisseur et de la plage de variation de tension possible en son entrée (tension de pleine échelle, en anglais FS pour Full Scale). Généralement on ramène cette tension à une tension de référence notée VRef (souvent égale par défaut à la tension d’alimentation du convertisseur). Le quantum représente alors la plus petite variation en entrée qui fait basculer d’une unité la valeur numérique N.
Le quantum q est calculé de la manière suivante : 
Avec
q : quantum en Volt,
VRef : tension de référence ou tension de pleine échelle en Volt,
n : nombre de bits du convertisseur.
Caractéristique de transfert N = f (Ve) d’un convertisseur 3 bits
Le montage ci-dessous utilise un composant ADC0808 qui est un Convertisseur Analogique / Numérique 8bits.
ADC0808 (8-bit Analog-to-Digital Converter)
Doc constructeur : ADC0808.pdf
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Luminosité (lux) |
1 |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
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Vlum (Volt) |
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4,75 |
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N (binaire) |
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1111 0010 |
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N (décimal) |
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Calculer le quantum pour ce convertisseur 8 bits, la valeur de Vref étant 5V.
Le montage ci-dessous réalise une conversion analogique/numérique sur 10bits à l’aide d’un Arduino Uno.
Schéma ⇒ BL_CAN_Uno_01.pdsprj
Programme ⇒ BL_CAN_Uno_01.cof
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Compléter le tableau
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Luminosité (lux) |
1 |
10 |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
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Vlum (Volt) |
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4,75 |
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N (binaire) |
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0b 11 1100 1100 |
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N (décimal) |
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