But de la séance :

• Revoir le montage comparateur

• Réaliser un convertisseur numérique analogique

1. Le montage comparateur

• Réaliser le montage suivant en utilisant un amplificateur opérationnel (alimenté avec une tension symétrique +15 V / -15 V)
• Mesurer la tension positive aux bornes de la pile. On notera cette tension U_-
• Brancher la pile sur l’entrée E^- de l’amplificateur (attention aux bornes)
• Brancher sur l’entrée E⁺ un générateur variable de tension continue.

• Brancher dans le circuit deux multimètres afin de mesurer les tensions U₊ et U_s.
• Faire varier la tension U₊ délivrée par le générateur entre 0 V et 6 V.
• Faire un tableau présentant pour différentes valeurs de U₊ judicieusement choisies, les valeurs de U₊ ; U_- ; U₊-U_- et Us.
• Conclure : donner l’intérêt de ce montage
• Placer entre la sortie S et la masse une résistance de 100 W en série avec une DEL (passante de S vers M). Faire varier la tension U₊ de 0 à 6 V. Interpréter vos observations.

• Réaliser à nouveau le montage R-2R sur 3 bits sur une autre plaque de connexion (voir le TP n°22)
• Remplacer la pile du montage comparateur en y plaçant à la place la tension U du montage R-2R.
• Fixer la tension du générateur variable de tension continue branchée sur la borne E⁺ du comparateur à une valeur comprise entre 0 et 5 V. Noter sa valeur U₊.
• Compléter le tableau 1 ci-dessous. Refaire la même chose en modifiant la valeur de U₊ puis en complétant le tableau 2 (U₊ toujours compris entre 0 et 5 V)

Tableau 1 : U₊=…….

Tableau 2 : U₊=…….

• Vous venez de réaliser un convertisseur analogique numérique. La tension analogique converti est la tension U₊, sa valeur convertie en binaire correspond à l’état des interrupteurs I₂, I₁, I₀ avant que la DEL ne passe à l’état bloqué (éteinte). Quelle est alors la valeur en binaire de la tension U₊ pour le tableau 1 ? pour le tableau 2 ?
• Que faut-il faire pour améliorer la précision de la conversion ?

3. Le montage R-2R sur 8 bits associé à un montage comparateur.

• Connecter le module R-2R au module DEL.
• Alimenter le module DEL (alimentation symétrique -15 V ; 0 V ; +15 V à l’aide du boîtier Eurosmart +12V ; 0V ; -12 V).
• Observer le module R-2R. Repérer sur la plaque le montage R-2R câblé sur 8 bits puis le montage comparateur.
• Relier la sortie analogique de la plaque du module R-2R à l’entrée E^- du comparateur du module R2R. Quel est l’équivalent de ce branchement par rapport à votre montage précédent ?
• Brancher entre l’entrée E⁺ et la masse du montage comparateur le générateur de tension variable continu.
• Fixer la tension du générateur variable à une valeur comprise entre 0 et 5 V. Noter sa valeur U₊.
• Ouvrir le logiciel Elwin. Avec le bouton DEL verte du logiciel ELWIN, envoyer des valeurs d’octets aux modules DEL+R-2R.
• Noter la valeur en binaire de la tension convertie.
• Rappelez la relation permettant de trouver la tension analogique en sortie du montage R-2R en fonction de la valeur k (en décimale) envoyée par Elwin au module DEL.
• Vous devez pouvoir ainsi retrouver la tension du générateur variable de tension continue.

• Si toutefois vous n’aviez pas encore compris son fonctionnement, cliquer sur CAN du menu du logiciel ELWIN puis ensuite sur principe. Expliquer ce que vous observer.

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Claire RANDON   et  Tony BOIVIN

Professeurs de sciences-physiques

Lycée Augustin Thierry 41000 Blois
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depuis le 1er septembre 2001