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Formation à l'acquisition informatique de données

• Partie 1 - aspect théorique de l'acquisition de données (S. CELLES)
• Partie 2 - aspect pratique avec les systèmes d'EXAO disponibles au lycée (K. TAHIR)

Partie 1

I. Numération (représentation des nombres dans la mémoire d'un ordinateur)

1. Décimal

2. Binaire

• Entiers
  • Nombre de bits
• Entiers relatifs (bit de signe ou complément à 2)
• Nombres à virgule flottante

3. Hexadécimal

4. Octal

Application : éditer un fichier binaire avec un éditeur hexadécimal

II. Conversion numérique/analogique CNA et conversion analogique / numérique CAN

1. Convertisseur numérique/analogique (CNA)

• CNA à résistances pondérées R 2R 4R 8R ...
• CNA à réseau R-2R
• ...

• Exemple de CNA en boitier DIL : DAC800 de National Semiconductors

Rechercher datasheet "DAC800" sur Google.com
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/D/A/C/8/DAC800.shtml

• Caractéristiques d'un CNA

2. Converisseur analogique/numérique (CAN)

• CAN à base de CNA
• CAN flash

• Exemple de CAN en boitier DIL : ADC0800 de National Semiconductors

Rechercher datasheet "ADC0800" sur Google.com
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/A/D/C/0/ADC0800.shtml

3. Constructeurs

http://www.analog.com ANALOG DEVICES
http://www.maxim-ic.com/design/education MAXIM

III. Problèmes dûs à la conversion analogique / numérique

1. Echantillonnage / blocage (sample and hold)

• Blocage (nécessité - effet - modèle du bloqueur d'ordre 0 BOZ)
• Echantillonnage = périodisation du spectre
• Théorème de Shannon : fe > 2 * fmax
  • Exemple son "qualité CD" : spectre entre 20Hz-20kHz il faut échantillonner à au moins 40 kHz (44,1 kHz )
• Non respect du théorème de Shannon => Repliement du spectre

2. Quantification

• Erreur de quantification (d'autant plus faible que le nombre de bits du CAN est grand)
• Rapport signal sur bruit S/B (Signal-to-noise ratio)

IV. Développement en série de Fourier - Transformée de Fourier Rapide (FFT) et fenêtre de Hamming (fenêtre d'apodisation)

• Nécessité des fenêtres d'apodisation dans le calcul d'une FFT
• Exemple avec l'oscillo Tektronix TDS 210 (voir en partie 2)

V. Un exemple de système d'acquisition minimaliste : Liberlab

1. Présentation

ArticleBupLiberlab

2. Datasheet

http://www.google.fr/search?q=datasheet+ATmega8
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf

3. Installation

4. Charge d'un condensateur

Bibliographie

Numération

Webographie

http://www.syscope.net/elec/elec.htm

Numération

Fonctions logiques, logique séquentielle (bascules, compteurs...)

CNA

CAN

Echantillonnage

Quantification

uC

Asservissement numérique

Partie 2

voir K. TAHIR

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