DEUXIEME PARTIE - SIMULATION D'UN VOLTMETRE A DIODES
Nous avons longuement étudié les systèmes de numération et les méthodes de conversion entre binaire et décimal car nous savons qu'un grand nombre d'appareils sont numériques, c'est à dire qu'ils enregistre les données sous la forme d'une suite discontinue de nombres, et ces nombres sont exprimés en binaire.
Or les humains expriment habituellement les grandeurs par des nombres décimaux, et ces grandeurs évoluent généralement de manière continue...
Un appareil numérique, un ordinateur par exemple, ne comprend et ne traite que des nombres binaires, et les humains ne manipulent d'ordinaire que des nombres décimaux.
De même, les capteurs, par exemple les capteurs de température, envoient des informations de type analogique vers un qui ne comprend que les grandeurs numériques.
L'appareil numérique doit donc être muni d'un circuit électronique effectuant la conversion décimal->binaire
C'est ce convertisseur analogique / numérique (CAN) que nous allons étudier lors des prochaines séances.
La première étape dans la conception de ce CAN est la réalisation d'un "voltmètre à DEL".
Pour aujourd'hui nous nous limiterons à réaliser une simulation de ce dispositif à l'aide de Crocodile.
Réalisation d'une échelle de tension
Réalisez un circuit
comprenant un générateur de tension et 3 résistors
de résistance 1kOhm reliés en série. Vous
réglerez la tension aux bornes du générateur
à 15V.
La tension aux bornes de ce générateur sera désormais appelée tension de référence (Uref).
En promenant le curseur sur le circuit, observez les valeurs de tensions indiquées.
Recommencez de même en ajoutant un quatrième résistor identique dans le montage.
Pourquoi un tel montage est-il appelé "échelle de tension"?
Que se passerait-il avec n résistors?
Quelle lois de l'électricité vous permet de comprendre le comportement de ce circuit?
Comparaison avec une tension inconnue
Ajoutons
à côté du circuit un générateur
réglable, et fixons sa tension à une valeur quelconque
comprise entre 0 et Uref.
Appelons cette tension Uinc et faisons comme si sa valeur nous était inconnue.
Pour déterminer exactement la valeur de Uinc il nous faudrait concevoir un voltmètre, ce dont nous ne sommes pas capables.
Par contre nous sommes capable de réaliser des comparaisons de tensions. Nous pouvons donc déterminer un encadrement de Uinc en comparant cette tension aux différentes tensions de l'échelle de tension.
Simulez le montage réalisant cette comparaison. Si Uinc est supérieure à la tension de comparaison on fera allumer une DEL rouge, et une DEL verte si Uinc est inférieure:
Il va de soit que l'encadrement sera d'autant plus précis que
l'échelle de tension comportera un nombre élevé
de résistors.
Voltmètre à DEL
Avec le montage comparateur précédent, il faut effectuer
plusieurs comparaisons successives pour obtenir finalement un
encadrement.
On pourrait également disposer sur le montage autant de
comparateurs qu'il y a de comparaisons à faire. Ainsi
l'encadrement de la tension inconnue Uinc sera instantanément donné par le nombre de DEL qui s'allument (on se contentera des DEL rouges):
Simulez un tel "voltmètre à DEL" et testez-le en faisant varier la tension Uinc .
Vous réaliserez ce montage la semaine prochaine.
