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
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
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
Cours de Physique Appliquée - Terminale STI Electronique
Cours d'Electronique - STI Electronique
Cours de Sciences Industrielles (ou Sciences de l'ingénieur)

Webographie

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

Numération
Cours d'électronique http://www.positron-libre.com
http://www.positron-libre.com/cours/numeration/sommaire-systeme-numeration.htm

Fonctions logiques, logique séquentielle (bascules, compteurs...)
http://wwwphp.ac-orleans-tours.fr/lyc-mgenevoix-ingre/Cours/Cours
http://perso.orange.fr/michel.hubin/physique/logique/chap_log1.htm

CNA
http://www.bls.fr/amatech/electronique/CNA/Alask_CNA_Res.html
http://lsiwww.epfl.ch/LSI2001/teaching/physiciens/lecon15/lec15.html#1

CAN
http://lsiwww.epfl.ch/LSI2001/teaching/physiciens/lecon16/lecon16.html

Echantillonnage

Quantification

uC

Asservissement numérique
http://www.iut.u-bordeaux1.fr/geii/pdf/benber/numerique-pdf/Autnum11.pdf
http://www.satie.ens-cachan.fr/automatique/PolyMaster-final.pdf
voir : transformée en z, transformée en w ...

Partie 2

voir K. TAHIR

www.celles.netFormationTiceAcquisition