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Session 2010
BTS Systèmes Electroniques
Epreuve U4.2- Physique appliquée
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Sujet
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Le sujet est divisé en 2 parties :
• Partie A : Couche physique du réseau CAN
• Partie B : Boîtier d’Etat de Charge de la Batterie (BECB)

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PARTIE A : COUCHE PHYSIQUE DU RESEAU CAN
Dans un réseau CAN, les informations numériques circulent sur une paire différentielle torsadée.
Nous étudions ici quelques caractéristiques de cette ligne de transmission.
1. Mesure de l’atténuation d’une paire différentielle torsadée
Le montage de la figure 1 a permis de tracer sur le document réponse 1 l’atténuation d’une paire
différentielle torsadée de 100 m de longueur en fonction de la fréquence.
Figure 1
Le chronogramme de la figure 2 représente les tensions à l’entrée et à la sortie de la ligne de
transmission appelées respectivement ve(t) et vs(t).
Base de temps : 500 ns /div Mesures automatiques : Δt = 2,00 µs
Calibre Voie 1 : 500 mV/div U1 = 1,025 V
Calibre Voie 2 : 500 mV/div U2 = 0,775 V
Figure 2
Générateur
sinusoïdal
!
Ligne de
transmission
Voie 2
Voie 1
#()!
-S!
-Y!
Δt
ve(t)
vs(t)
Ω
Ω

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1.1. Déterminer la fréquence des signaux sinusoïdaux représentés à la!figure 2.
1.2. Calculer l’atténuation introduite par la paire différentielle en dB à cette fréquence.
1.3. Placer ce point de mesure nommé A sur le document réponse 1.
1.4. Déterminer l’atténuation en dB de la ligne de transmission à la fréquence 5 MHz.
1.5. Indiquer comment se comporte la paire différentielle torsadée de 100 m.
2. Impédance caractéristique et résistances de terminaison
La modélisation d’une ligne sur une longueur dx peut se représenter sous la forme suivante :
Figure 3
L’impédance caractéristique en notation complexe d’une ligne de transmission est définie par :
L’inductance linéique et la capacité linéique valent respectivement L = 0,72 µH/m et C = 50 pF/m.
2.1. Citer les éléments de la ligne qui provoquent des pertes et donc une atténuation du signal.
2.2. Donner leur valeur dans le cas d’une ligne sans perte.
Dans une voiture, la longueur maximale d’une paire torsadée est de l’ordre de 3 m. Par
conséquent, on peut supposer la ligne sans perte à des débits inférieurs ou égaux à 500 kbit/s.
2.3. Donner le schéma d’une ligne idéale sur une longueur dx.
2.4. Montrer que l’impédance caractéristique d’une ligne sans perte est purement résistive et se
ramène à l’expression :
Z
C
=R
C
=
L
C
2.5. Calculer la valeur numérique de la résistance caractéristique RC.
Si la charge RCH (supposée strictement résistive) connectée à la sortie de la ligne de transmission
n’est pas choisie correctement, une onde réfléchie apparaît et déforme le signal transmis du fait de la
longueur de la paire torsadée et des débits utilisés. On définit le coefficient de réflexion au niveau de
la charge RCH par :
L’amplitude de l’onde réfléchie est égale à celle de l’onde incidente multipliée par le coefficient de
réflexion ΓS : VrM = ΓS.ViM
VrM étant l’amplitude de l’onde réfléchie et ViM l’amplitude de l’onde incidente.
I\!
L : inductance linéique (H/m)
R : résistance linéique (Ω/m)
G : conductance linéique (S/m)
C : capacité linéique (F/m)

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2.6. Donner la valeur de la résistance de charge RCH pour annuler les réflexions.
2.7. Dans une automobile, un réseau CAN peut se représenter partiellement de la façon suivante :
&
&
&
Figure 4
Justifier l’intérêt des résistances de terminaison RT et donner leur valeur numérique dans le cas du
bus CAN .
3. Comportement d’une paire différentielle torsadée en régime impulsionnel
La paire différentielle torsadée possède une résistance caractéristique RC de 120 Ω.
On simule deux essais en régime impulsionnel correspondant à deux conditions de mesure
différentes :
• La condition de mesure A représente une ligne adaptée sur sa résistance caractéristique. Ce
cas illustre un fonctionnement normal du bus CAN. C’est le schéma de la!figure 5.
• La condition de mesure B représente une ligne court-circuitée sur l’une de ses extrémités. Ce
cas illustre un défaut sur le bus CAN. C’est le schéma de la!figure 6.
!
!
Figure 5 Figure 6
!
CAN Contrôleur
A
CAN Contrôleur
B
Transmetteur
A
Transmetteur
B
CAN H
CAN L
RT
RT
Paire de fils
torsadés
Générateur
d’impulsions
ve(E,t)
vs(S,t)
E
S
S
vs(S,t)
Générateur
d’impulsions
E
ve(E,t)
120Ω
120Ω
120Ω

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3.1. Indiquer la condition de mesure utilisée pour relever le chronogramme de la figure 7.
Justifier la réponse.
Calculer le coefficient de réflexion Γ1 au niveau de la charge dans ce cas.
Figure 7
3.2. Déterminer la valeur du temps de propagation tp nécessaire à l’impulsion d’entrée pour
parcourir la ligne de longueur 5 mètres. En déduire le temps de propagation linéique tpl qui
s’exprime en ns/m.
3.3. Sur le chronogramme de la figure 8, la tension vs(S,t) est nulle et n’est donc pas représentée.
Indiquer la condition de mesure utilisée pour relever ce chronogramme. Justifier la réponse.
Calculer le coefficient de réflexion Γ2 au niveau de la charge dans ce cas.
Figure 8
3.4. Indiquer sur le chronogramme du document réponse 2 l’impulsion réfléchie et l’impulsion
incidente. Justifier l’amplitude obtenue pour l’impulsion réfléchie.
ve(E,t)
vs(S,t)
Tensions (en V)
Temps (en µs)
ve(E,t)
Tensions (en V)
Temps (en µs)