Universit´e d’Orl´eans 2022/2023
UFR Sciences
Masters ICMS
Capteurs et chaˆıne d’acquisition
examen du 6 janvier 2023
2h – sans documents
Les parties A et B sont ind´ependantes et doivent ˆetre r´edig´ees sur des copies s´epar´ees. Les
exercices 1, 2 et 3 de la partie A sont ind´ependants.
Partie A. Capteurs. (cf sujet joint)
Partie B. Chaˆıne d’acquisition. Vous d´efinirez vos notations et pourrez vous aider de
sch´emas pour illustrer vos r´eponses. Dans ce cas, vos sch´emas doivent-ˆetre expliqu´es.
Le signal issu d’un capteur est appliqu´e `a l’entr´ee d’un amplificateur d’instrumentation de
taux de r´ejection de mode commun de 80 dB dans la bande de fr´equences allant de 0 `a 1 kHz.
Ce signal est compris entre 19,5 V et 20,5 V. Son spectre est dans la bande de fr´equence
allant de 0 `a 100 Hz. On veut pouvoir l’appliquer `a un convertisseur analogique num´erique
unipolaire de tension de pleine ´echelle 5 V.
1. Donnez les tensions de mode commun et diff´erentielle en sortie du capteur.
2. Donnez la valeur du gain diff´erentiel que doit avoir l’amplificateur.
3. Donnez les tensions de mode commun et diff´erentielle en sortie de l’amplificateur.
4. `
A quoi sert l’amplificateur ?
5. On ´echantillonne le signal de sortie de l’amplificateur grˆace `a un ´echantillonneur
suppos´e id´eal. Quelle est la valeur de la fr´equence d’´echantillonnage minimale ?
6. On prend par la suite la moiti´e de cette valeur. Quelle cons´equence cela a-t-il sur le
spectre ?
7. On fait alors pr´ec´eder l’op´eration d’´echantillonnage d’un filtrage. Quelles doivent-ˆetre
les caract´eristiques de ce filtre que l’on supposera id´eal ?
8. Qu’est-ce qu’un convertisseur analogique num´erique unipolaire ?
9. On d´esire une erreur de quantification 10 fois sup´erieure `a la tension de mode commun.
Quel doit-ˆetre le nombre de bits du convertisseur ?
10. On pense utiliser un convertisseur flash. Donnez le principe de ce convertisseur.
1
1
/
1
100%
