LE MONTAGE COMPARATEUR

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Prérequis

Acquérir une tension avec ELWIN (TP)
Fonctions plus complexes de QuickBasic (activités)

Introduction

 L'objectif annoncé de l'activité précédente était de progresser dans la compréhension de la communication entre l'ordinateur et ses différents périphériques, parmi lesquels des capteurs utilisés en physique.

Nous allons ici commencer à expliquer le fonctionnement du Module R2R de la mallette ELIN. Nous commençons donc par le comparateur...

Plan

1 - L'amplificateur opérationnel
2 - Le montage comparateur
3 - Application
4 - Quand l'ordinateur contrôle la tension variable

Auteur : NT

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1 - L'amplificateur opérationnel

Le principal composant du montage comparateur est un amplificateur opérationnel (noté souvent en abrégé AO) qui, comme son nom ne l'indique pas, peut servir à autre chose qu'à amplifier.

amplificateur opérationnel	schéma normalisé	légende
		E+ : entrée non inverseuse E- : entrée inverseuse S : sortie +15V et -15V : alimentation

Remarques :

L'amplificateur opérationnel doit toujours être alimenté : le générateur +15V/-15V doit être le premier allumé et le dernier éteint.

NB : En général, les bornes d'alimentation ne sont pas représentées sur les schémas.

  Identifie l'AO sur le Module R2R

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2 - Le montage comparateur

Son rôle est de comparer les tensions appliquées aux deux bornes E+ et E-.

  Nous allons étudié indépendamment le montage comparateur présent sur le Module R2R.
 Néanmoins on laissera accroché le Module DEL pour bénéficier de l'alimentation -15 V / + 15 V.

Réalise le montage suivant pour lequel :

- l'alimentation continue variable de 0 à 30 V reste branchée à l'entrée E+
- une alimentation de 6V continu remplace la tension venant du réseau R2R au niveau de l'entrée E-
- un voltmètre est intéressant en sortie pour lire la valeur de U_S

Attention : le générateur +15 V / -15 V n'apparaît ni sur le schéma ni sur la photo, mais il est indispensable !

Fais varier la tension U_E et mesure la tension de sortie U_S avec un voltmètre.

Rassemble tes résultats dans un tableau :

U (V)	6
Uvar (V)	0	1	2	3	...	12
US (V)

Quelles sont les valeurs possibles pour U_S ?

Pour quelle valeur de U_var la bascule se produit-elle ?

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3 - Application

Remplace :

• le voltmètre par une DEL ;
• le générateur de 6 V par une pile de tension inconnue.

Propose une méthode d'utilisation de ton montage pour déterminer la tension aux bornes de la pile.

xxx

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4 - Et si l'ordinateur contrôlait la tension variable ...

Comment peut-on disposer d'une tension variable contrôlée par l'ordinateur ? Pour le savoir, il faut tout d'abord se rappeler comment l'ordinateur commande la tension entre les différentes boches data du port parallèle ...

Entre la masse et les broches data du port parallèlle, la tension est soit nulle, soit voisine de 3 V : cela dépend de la valeur de l'octet envoyé par l'ordinateur par l'intermédiaire de ces broches. Il y a 8 broches data, ce qui permet 2⁸ combinaisons différentes.

L'ordinateur pourra donc faire varier lui-même la tension à l'entrée inverseuse du montage comparateur si on parvient à " transformer"  la tension aux bornes des différentes broches, c'est-à-dire la valeur de l'octet envoyé par l'ordinateur, en une seule tension variable : c'est le rôle du montage R-2R.

Manipulation :

Branche un voltmètre directement à la sortie analogique du montage R2R de la plaquette.
A l'aide de QuickBasic (commande OUT &h378,n où n désigne la valeur en décimal de l'octet que l'on souhaite envoyer) ou d'Elwin, fais varier la valeur de l'octet à la sortie du port parallèle et note l'évolution de la tension à la sortie du montage R-2R.

Quel est le rôle du montage R-2R ?

Pourquoi un tel montage est-il appelé convertisseur numérique-analogique (CNA) ?

Explique en quoi l'association  du montage R-2R et du montage comparateur constitue un convertisseur analogique-numérique (CAN).