la CAN

Montage

Vous allez utiliser le matériel de la mallette Elwin : Le montage comparateur se trouve sur une partie du "module R-2R" . On peut donc l'étudier séparément du "module R-2R" tout en gardant la possibilité de combiner les deux montages.

Commencer par alimenter le "module DEL" en (15V ; 0 ; -15V) , relier ce module à l'ordinateur (au port parallèle de l'imprimante) puis connecter le "module R-2R" au "module DEL".

Mesures

Une pile plate de 4,5V est connectée à l'entrée E- et un générateur de tension réglable est connecté à l'entrée E+. Faire un schéma du montage comparateur.

Réaliser le montage en faisant en sorte de relier les bornes négatives à la masse du "module R-2R".

Avec deux multimètres, utilisés en voltmètre, mesurer U_E+ et U_S (à la sortie du comparateur).

On fait varier la tension délivrée par le générateur entre 0 et 6V. Compléter le tableau ci-dessous :

U_E+ (V)
U_S (V)

Questions

1) Que constatez-vous ? (au vu de la DEL et des mesures)

2) Le résultat obtenu est bien visible à l'aide de la DEL en sortie du montage comparateur. Expliquer sur quel principe est basé l'allumage et l'extinction de cette diode ? (rappel : la DEL est un composant polarisé...)

3) En quoi peut-on dire que le montage comparateur est une sorte de CAN... très rudimentaire, certes ?

Pour les plus rapides

4) Remplacer le générateur de tension réglable par un GBF sur la position signal triangulaire, fréquence 10Hz. Régler la valeur de la tension à une valeur convenable pour que la diode clignote.

Expliquer le phénomène.

2 : Utilisons Elwin et le "module R-2R" pour contrôler la tension à comparer !

Nous allons remplacer la tension fournie par le générateur réglable par une tension issue du "module R-2R". Pour cela appliquer cette tension en reliant "Sortie analogique" à l'entrée E+ du comparateur.

Manipulation

Exécuter ELWIN pour appliquer une tension de sortie analogique issue du module R-2R. Pour cela utiliser le bouton

.

Au basculement, noter le nombre binaire envoyé au "module R-2R" qui le transforme en tension. Pour cela regarder les diodes du module DEL et / ou convertir la valeur décimale (ou hexadécimale) visible sur ELWIN.

Convertir ce nombre en valeur analogique : C'est la valeur de tension de sortie U_s appelée sur la platine "Sortie analogique". Un peu d'aide ? Retrouver ici les formules utilisées pour le CNA.

Vérifier au voltmètre. Votre calcul est-il correct ?

Questions

5) Donner la valeur indiquée par le voltmètre. Comment faire, par le calcul, pour retrouver la tension de la pile ? Donner la démarche en précisant le nombre binaire (envoyé à partir d'ELWIN) qui est juste au basculement.

6) Pouvez-vous dire que vous avez réaliser un (presque) convertisseur analogique-numérique ? Pourquoi ?

Principe

La tension à mesurer doit être appliquée entre la borne "Ex" ( = tension extérieure que l'on veut transformer en numérique ) et la masse.
Vous pouvez mesurer des tensions comprises entre 0 et 5V (ou entre -2,5V et +2,5V) : La position du "sélecteur K" permet de choisir cette fonction.

Deux méthodes sont possibles pour utiliser le module CAN afin de déterminer une tension inconnue :

soit en générant une rampe c'est-à-dire en balayant toutes les valeurs possibles de 0V à 5V

soit par dichotomie c'est-à-dire par approximations successives. En fait la recherche est faite sans utiliser les valeurs à se suivre de façon continue, mais en se plaçant directement au milieu de l'intervalle qui doit contenir la valeur cherchée ; ainsi de suite en réduisant l'intervalle de moitié à chaque fois jusqu'à arriver sur la bonne valeur.

Manipulation

Remplacer le "module R-2R" par le "module CAN" : C'est lui qui sera alors branché sur le "module DEL", lui-même relié à l'ordinateur.

En utilisant un multimètre, demander à un autre groupe de régler le générateur en choisissant une tension entre 2 et 4 volts. Ne regarder pas ! Vous aurez à découvrir cette valeur...

Connecter ce générateur sur l'entrée "Ex" du CAN. Vérifier que le commutateur, présent sur la plaquette, est sur "0V - 5V".

Lancer le logiciel ELWIN. Le renseigner sur le réglage du CAN concernant le "sélecteur K" : Faire CAN > Mesures > Caractéristiques.

Lancer CAN > Principe (voir ci-dessous le type de fenêtre qui s'ouvre).

Trouver la tension du générateur en utilisant les deux méthodes proposées, rampe ou dichotomie. Pour cela appuyer sur les flèches (droite ou gauche) suivant l'indication qui s'affiche en sortie de l'amplificateur (valeur "inférieure" ou "supérieure").

Essayer de comprendre le mécanisme suivi pour une recherche par dichotomie (décrit plus haut)

Questions

7) Noter, pour chaque méthode, en combien de clics (sur la flèche droite ou de gauche) avez-vous eu besoin pour deviner la tension du générateur réglable. Quelle est la méthode la plus rapide ? Pourquoi ?

8) Pour vérification, demander l'affichage de la grandeur mesurée par le module : "Mesures > Test". Faire varier la tension du générateur réglable et recommencer. Que constatez-vous ?

1 :	Le montage comparateur pour commencer
2 :	Utilisons Elwin et le "module R-2R" pour contrôler la tension à comparer !
3 :	Essayons de comprendre le principe du convertisseur analogique-numérique !
4 :	Application : Visualiser une tension alternative

Objectif :	On souhaite transformer une tension analogique en un nombre entier .
	Inversement, si on connaît ce nombre et si on connaît le pas (nombre obtenu en divisant la grandeur par le nombre de cases possibles. Exemple : 255 pour un convertisseur 8 bits), on pourra trouver cette tension.