Cna can

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Cna can

  1. 1. Convertisseurs analogique-numérique et numérique-analogique. Grandeur physique Electronique Electronique numérique Résultats analogique (ex : CAN, portes (ex : AO, pont de logiques) wheatstone) Capteur Mise en forme Interface Ordinateur Signal Tension Signal électrique numériqueDans la chaîne de mesure linterface assure la conversion tension ! signal numérique grâce à un convertisseuranalogique-numérique. Quand lordinateur doit commander un actionneur, linformation circule en sens inverseet cest alors un convertisseur numérique analogique qui est utilisé. CAN Tension Binaire CNAConvertisseur numérique analogique CNA.PrincipeA lentrée du convertisseur est appliqué un mot binaire qui doit être converti en une tension proportionnelle àcelui-ci : b b b0 U S = K.( n −1 + ... + n1 1 + n ) − bn 2 2 2 C n est le nombre de bits du mot à convertir. K est une constante qui dépend des caractéristiques du N circuit utilisé. b1 A Pour un convertisseur 3 bits : b b b U S = K.( 2 + 1 + 0 ) Us 2 4 8 b0 Remarque : La tension de sortie nest donc pas réellement analogique puisquelle varie par paliers. Lécart entre deux valeurs successives de la tension correspond au pas du convertisseur.
  2. 2. - CNA & CAN -CNA à réseau R-2R.Un bit est considéré à 1 lorsque linterrupteur Si le mot binaire à convertir est 100 (b2 à 1, b1 et b0 àcorrespondant est sur UREF est à 0 lorsque linterrupteur 0)est sur la masse. Le circuit devient équivalent à : b2 2R 2R U REF b1 R US = 2R 2 R UREF R US UREF b0 2R 2R R US 2R 2R 2RSi le mot binaire à convertir est 010 (b1 à 1, b2 et b0 à Si le mot binaire à convertir est 001 (b0 à 1, b1 et b2 à0) 0)Le circuit devient équivalent à : Le circuit devient équivalent à : 2R 2R U REF US = R UREF 4 U REF US = R R 8 UREF R 2R 2R 2R US 2R 2R 2R USPour les autres mots binaires on peut appliquer le théorème de super position pour déterminer US donc b 2 b1 b 0 U S = U REF .( + + ) 2 4 8R.TARGET - page 2 -
  3. 3. - CNA & CAN -CNA à réseau R-2R inversé (ou en échelle).La plupart des CNA actuels utilisent cette méthode de conversion qui gagne en rapidité sur la précédente (pasdinversion de courant dans les résistances 2R). b2 I2 2R Le nœud N réalise la sommation des courants I = b 2 .I 2 + b1 .I1 + b 0 .I 0 R 2R b1 I1 R’ et lAO associé à R transforme le courant en tension U S = −R.I . U U UREF R I0 I I 0 = b 0 . REF , I1 = b1 . REF 2R b0 - ∞ 8.R 4.R N s U et I 2 = b 2 . REF 2R + US 2.R b 2 .U REF b1 .U REF b 0 .U REF R.U REF b 2 b1 b 0donc U S = −R.( + + )=− .( + + ) 2.R 4.R 8.R R 2 4 8CNA à résistances pondérées. b2 Le nœud N réalise la sommation des R I2 courants I = b 2 .I 2 + b1 .I1 + b 0 .I 0 et lAO associé à R transforme le courant b1 2R I1 en tension U S = −R.I . I R U U I 0 = b 0 . REF , I1 = b1 . REF b0 4.R 2.R UREF 4R I0 I ∞ U REF - et I 2 = b 2 . N s R + US b 2 .U REF b1 .U REF b 0 .U REF 2.R.U REF b 2 b1 b 0donc U S = −R.( + + )=− .( + + ) R 2.R 4.R R 2 4 8R.TARGET - page 3 -
  4. 4. - CNA & CAN -Convertisseur analogique numérique CAN.Principe.A lentrée du convertisseur est appliqué une tension qui doit être convertie en un code binaire. bn C b0, b1 … bn sont les bits du mot sur le quel la tension A doit être convertie. N b1 Remarque : deux tensions proches peuvent donner le même mot binaire, ceci dépend de la résolution du Us b0 convertisseur.Convertisseur CAN simple rampe numérique.Une information numérique provenant dun compteur est convertie par un CNA en une tension qui estcomparée à la tension à mesurer. Lorsquil y a une correspondance entre ces deux tensions le comptage estarrêté. GENERATEUR DIMPULSIONS Uà - ∞ mesurer LOGIQUE DE COMPTEUR n bits s COMMANDE + CNA UNUMLe compteur en recevant des impulsions incrémente le mot binaire à sa sortie. Ce mot binaire est converti parun CNA en une tension UNUM qui croit. Lorsque cette tension dépasse la tension à mesurer la sortie ducomparateur bascule et la logique de commande bloque le compteur. Les n bits en sortie du compteurcorrespondent au mot binaire résultat de la conversion.R.TARGET - page 4 -
  5. 5. - CNA & CAN -Convertisseur CAN flash. U à mesurer R - ∞ S6 s R + La tension à mesurer est comparée à la tension de - ∞ S5 référence fractionnée par un pont diviseur à n s R + résistances. b2 ∞ S4 Le premier comparateur compare la tension inconnue - s LOGIQUE à UREF/n le deuxième à 2.UREF/n, le troisième à R + 3.UREF/n …etc. UREF - ∞ S3 b1 s Exemple : Si la tension inconnue est comprise entre R + 4.UREF/n et 5 UREF/n les sortie S0, S1, S2 et S3 des - ∞ S2 s b0 comparateurs sont positives et toutes les autres R + négatives. Il faut un bloc logique pour mettre en - ∞ S1 forme ces informations et les traduire en un mot s binaire. R + - ∞ S0 s R +En considérant quune sortie de comparateur positive est considérée comme un 1 logique on peut dresser latable de vérité du circuit logique à réaliser (sans la partie mise en forme des signaux). S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 b2 b1 b0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 b2 ≡ S3 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 b1 ≡ S1 .S 3 + S 5 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 b 0 ≡ S 0 .S1 + S 2 .S 3 + S 4 .S 5 + S 6 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Echantillonnage.Pour aborder le problème de léchantillonnage, télécharger le logiciel ORPHNUM sur le site de groupeEVARISTE à ladresse: http://www.cnam.fr/instituts/evariste/R.TARGET - page 5 -

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