Université d’Orléans UFR Sciences Masters ICMS 2022/2023 Capteurs et chaı̂ne d’acquisition examen du 6 janvier 2023 2h – sans documents Les parties A et B sont indépendantes et doivent être rédigées sur des copies séparées. Les exercices 1, 2 et 3 de la partie A sont indépendants. Partie A. Capteurs. (cf sujet joint) Partie B. Chaı̂ne d’acquisition. Vous définirez vos notations et pourrez vous aider de schémas pour illustrer vos réponses. Dans ce cas, vos schémas doivent-être expliqués. Le signal issu d’un capteur est appliqué à l’entrée d’un amplificateur d’instrumentation de taux de réjection de mode commun de 80 dB dans la bande de fréquences allant de 0 à 1 kHz. Ce signal est compris entre 19,5 V et 20,5 V. Son spectre est dans la bande de fréquence allant de 0 à 100 Hz. On veut pouvoir l’appliquer à un convertisseur analogique numérique unipolaire de tension de pleine échelle 5 V. 1. Donnez les tensions de mode commun et différentielle en sortie du capteur. 2. Donnez la valeur du gain différentiel que doit avoir l’amplificateur. 3. Donnez les tensions de mode commun et différentielle en sortie de l’amplificateur. 4. À quoi sert l’amplificateur ? 5. On échantillonne le signal de sortie de l’amplificateur grâce à un échantillonneur supposé idéal. Quelle est la valeur de la fréquence d’échantillonnage minimale ? 6. On prend par la suite la moitié de cette valeur. Quelle conséquence cela a-t-il sur le spectre ? 7. On fait alors précéder l’opération d’échantillonnage d’un filtrage. Quelles doivent-être les caractéristiques de ce filtre que l’on supposera idéal ? 8. Qu’est-ce qu’un convertisseur analogique numérique unipolaire ? 9. On désire une erreur de quantification 10 fois supérieure à la tension de mode commun. Quel doit-être le nombre de bits du convertisseur ? 10. On pense utiliser un convertisseur flash. Donnez le principe de ce convertisseur. 1
