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III. Mais comment ça fonctionne ?

Il existe différentes réalisations possibles pour créer un CNA. Celui que nous allons étudier est le plus simple (mais le moins performant en terme de précision), le CNA à réseau de résistances (ou réseau R/2R)

 
Voici le schéma du convertisseur :

 

Vous allez utiliser le montage fait par le professeur:

  • les interrupteurs D0 à D7 représentent le mot numérique à convertir
  • la tension de référence est Vref=5V
  • la tension de sortie est mesurée par un multimètre utilisé en voltmètre (DC car on est en continu).

 
III.1 Résolution (quantum)


1. En regardant la platine (ou sa photo), combien de bits possède notre CNA ?

2. Calculez la résolution « théorique » q du CNA

 
Mesure de la résolution réelle.

3. Mesurez Vs pour la valeur suivante :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Vs (mV)

1

0

0

0

0

0

0

0

1

 

4. En déduire la valeur de la résolution q

 


5. Mesurez Vs pour les 2 valeurs suivantes :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Vs (mV)

2

0

0

0

0

0

0

1

0

3

0

0

0

0

0

0

1

1


6. Déduire des 2 mesures précédentes la valeur de la résolution q

 

7. Mesurez Vs pour les 2 valeurs suivantes :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Vs (V)

16

0

0

0

1

0

0

0

0

17

0

0

0

1

0

0

0

1


8. Déduire des 2 mesures précédentes la valeur de la résolution q

9. Que pensez vous de la qualité de ce CNA ?

 

 
III.2 Précision du CNA

10. Relever la tension de sortie dans les différents cas :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Vs (volts)

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

 

11. Retrouvons les valeurs par le calcul (complétez le tableau ci-après)

La formule permettant de calculer VS en fonction du mot binaire est :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Calcul de Vs (volts)

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0


12. Que pensez vous de la précision de ce CNA ?

 

 


III.3 Vérification de la valeur max

La théorie dit que la valeur « pleine échelle » n’atteint jamais Vref., la tension de référence.

Ainsi pour un CNA 4 bits de résolution 1V et de Vref=16V, on obtient la courbe suivante :


La valeur pour 1111 est 15V (et non pas 16V!), c’est à dire : Vref-q

 


13. Mesurez Vs pour la valeur suivante :

décimal

Nombre A à convertir (binaire)

Sortie

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

Vs (V)

255

1

1

1

1

1

1

1

1

 

14. Conclure