CONDITIONNEMENT DE L’INFORMATION ATI2-Physique

∩ # # ∩ 1. CHAINE D’INFORMATION Acquérir Traiter Communiquer B UCT F1 Une chaine d’information peut se caractériser de la manière suivante: Chaîne d’information Alarme Mode de fonctionnement Grandeurs physiques Acquérir Traiter Communiquer Ordres de commande Mode de fonctionnement / Réglages Microcontrôleur Une chaine d’acquisition est une structure électronique permettant de transformer une grandeur physique en une information exploitable au sein d’une chaîne d’information. Son rôle est de recueillir les informations nécessaires à la connaissance de l’état d’un système avec l’objectif de le surveiller ou de le commander. Une chaine d’acquisition peut se caractériser de la manière suivante: B ∩ # UCT ∩ # CAPTEUR ACTIONNEUR F1 CAN CNA F2 UCT: Unité Centrale de Traitement (µC, µP, mémoires, …) F1: Filtre anti-repliement CNA: Convertisseur Numérique / Analogique (DAC) B: Echantillonneur / Bloqueur F2: Filtre de lissage CAN: Convertisseur Analogique / Numérique (ADC) ATI2-Physique

2. FILTRAGE DE L’INFORMATION: FILTRE PASSE BAS fC : Fréquence de coupure Fonction de transfert du 1er ordre : G(dB) F(Hz) Diagramme de Bode: fC -20db/dec : 1er ordre -40db/dec : 2nd ordre GABARIT DU FILTRE FFT : Comportement fréquentiel F(Hz) f0 f1 f2 f3 fC AVe F(Hz) f0 AVs f1 SYMBOLE ATI2-Physique

2. FILTRAGE DE L’INFORMATION: FILTRE PASSE HAUT Fonction de transfert du 1er ordre : fC : Fréquence de coupure G(dB) F(Hz) Diagramme de Bode: fC +20db/dec : 1er ordre +40db/dec : 2nd ordre GABARIT DU FILTRE FFT : Comportement fréquentiel F(Hz) f0 f1 f2 f3 fC AVe F(Hz) f2 f3 AVs SYMBOLE ATI2-Physique

2. FILTRAGE DE L’INFORMATION : APPLICATIONS Equaliseur / Mixage : Modification des basses et aigus / lissage Radio : Sélection de bande FM 87,8MHz < FP < 107,8MHz TNT : Extraction du signal / Suppression de la porteuse 474MHz < FP < 786MHz, BPSIGNAL_VIDEO (SECAM) = 8MHz Traitement du son : Extraction de parasite 20Hz < FSON < 20KHz ATI2-Physique

3. ECHANTILLONNAGE / BLOQUAGE Les signaux en entrée d’un convertisseur analogique-numérique sont susceptibles de varier pendant la conversion, et donc de poser le problème d’une conversion correcte. Il faut donc prendre un échantillon de cette tension, et bloquer la valeur le temps de la conversion. MEMORISATION Le temps de la conversion t Ve Vs Echantillonneur Bloqueur Ve Vs Te : Période d’échantillonage / Fe : Fréquence d’échantillonage Théorème de Shanon : Fe > 2. FVe => Au moins 2 échantillons par période Echantillonneur / Bloqueur : E/B = S/H : Sample / Hold ATI2-Physique

4. CONVERSION: ANALOGIQUE / NUMERIQUE CAN / ADC UCT CNA / DAC CAN Ve N Ve N 255d = 1111 1111 0000 0001 0000 0010 0000 0011 q 2q 3q 1111 1110 1111 1101 VREF-q VREF/2 128d = 1000 0000 Ex: VREF = 5V, R = 8bits ATI2-Physique

4. CONVERSION: NUMERIQUE / ANALOGIQUE CAN / ADC UCT CNA / DAC CNA N Vs N Vs q VREF-q VREF/2 2q 3q 1 2 3 128 255 Ex: VREF = 5V, R = 8bits ATI2-Physique

4. CONVERSION : APPLICATIONS CHAINE d’amplification Ve VCAPTEUR Traitement numérique N CAN 8bits Capteur de Température: -20 à 60°C VREF = 5V Température Ve N -20°C 0V 60°C VREF-q≈5V 255 Précision q 1 Plage de température: 80°C Plage de tension du CAN: 5V Quantum: Précision: ATI2-Physique

4. CONVERSION : APPLICATIONS CHAINE d’amplification Ve VCAPTEUR Traitement numérique N CAN 12bits Jauge de contrainte: 0 à 9Kg VREF = 5V Poids Ve N 0Kg 0V 9Kg VREF-q≈5V 4095 Précision q 1 Plage de mesure de poids: 9Kg Plage de tension du CAN: 5V Quantum: Précision: ATI2-Physique

6. SYNTHESE CAPTEUR INFRA-ROUGE FILTRAGE des perturbations ∩ ADC UCT VSENSOR VFILTER S/H VS/H VADC # Signal perturbé Signal filtré Signal échantillonné Signal binaire ATI2-Physique