[Analogique] convertir un signal symétrique en un signal seulement positif
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convertir un signal symétrique en un signal seulement positif



  1. #1
    sdecorme

    Question convertir un signal symétrique en un signal seulement positif


    ------

    Bonsoir,
    Je cherche à convertir un signal analogique en +-12V provenant d'un capteur de force en un signal 0-3.3V pour entrer dans mon ADC.
    Je pensais utiliser des AOP mais je n'arrive pas à trouver l'astuce pour remettre mon signal en forme.
    Merci pour votre aide.

    -----

  2. #2
    annjy

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Bsr,

    sans la doc du capteur de force, ni sans la doc de l' ADC, pas grand chose à dire.

    liens vers les datasheets souhaités.....

    cdlt,
    JY

  3. #3
    ranarama

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    bsr. ya un projet qu'il parle d'un truc dans le genre : http://forums.futura-sciences.com/pr...n-ampliop.html

  4. #4
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Le projet est sympa mais il fonctionne avec un signal d'entrée seulement positif .
    Mon signal oscille entre +12V et -12V

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    DAUDET78

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Citation Envoyé par sdecorme Voir le message
    Le projet est sympa mais il fonctionne avec un signal d'entrée seulement positif .
    Ah oui ? et pourquoi tu penses ça ?
    Parce que moi, ça marche . J'ai fait le calcul
    J'aime pas le Grec

  7. #6
    Antoane
    Responsable technique

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Bonsoir,

    Si l'impédance d'entrée du CAN est suffisamment grande, ou si tu ne fait pas de mesure à trop haute fréquence, tu peux te passer d'AOP avec le montage ci-dessous :
    Nom : fs_3R.jpg
Affichages : 178
Taille : 37,3 Ko

    Les 3 résistances sont à choisir en fonction de la tension à obtenir en sortie.
    Ils erait très souhaitable d'ajouter un condensateur de découplage sur le Vout (de préférence un au NPO ou assimilable).

    Les valeurs exactes du condensateur à ajouter, ce que signifient "trop haute fréquence" et "impédance d'entrée du CAN est suffisamment grande" dépendent des caractéristiques exactes de l'ADC (résolution et capacité d'entrée) et du capteur fournissant le signal à mesurer (impédance de sortie, charge minimale).
    Dernière modification par Antoane ; 15/12/2015 à 21h22.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  8. #7
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Houla ça fait pas mal d'inconnue pour faire le calcul.
    Les données d'entrées sont celles-la :
    Vin = 12V Vout = 3.3V
    Vin = -12V Vout = 0V
    l'adc est celui d'un pic32MX , je crois que c'est une centaine de KOhms pour l'impédance d'entrée.


    Pour répondre à annjy, mon module est un CPJ de chez scaime qui sort une tension +-10V proportionnelle au couple mesuré par le capteur ZFA 200. Dans la doc il n'est pas marqué l'impédance de sortie mais comme on peut régler les gains avec des potentiomètres , je suppose que la sortie se fait via des AOP.

  9. #8
    DAUDET78

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    J'ai fait le calcul
    V1=12V R1=R2=10K R3=R4=72,727K
    La tension en V2 comprise entre -12 et +12V est transformée en +3,3V à 0V

    V1 et R3 peuvent être choisis plus astucieusement . Le but, c'est d'avoir +1,45V sur In+
    J'aime pas le Grec

  10. #9
    Antoane
    Responsable technique

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Bonsoir,

    par exemple :
    R1=10k (supposant que le capteur peut délivrer 1mA)
    R2=2.7k
    R3=3.9k
    Vref=3.3V (la tension d'alimentation de l'ADC)
    Condensateur de découplage de Vout valant 2^nbit*Cin, avec nbit le nombre de bits de l'ADC, et Cin sa capa d'entrée (probablement de l'ordre de 10pF).

    Pour plus de précision/stabilité, le calcul serait à reprendre si tu utilises une référence de tension (quelle tension ?) pour l'ADC.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  11. #10
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    En effet j'utilise 3.3V pour l'ADC.

  12. #11
    Antoane
    Responsable technique

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Bonjour,
    Citation Envoyé par sdecorme Voir le message
    En effet j'utilise 3.3V pour l'ADC.
    Dans ce cas, quelque soit la méthode que tu utilises pour translater la tension fournie par le capteur, il est préférable d'utiliser ce même 3.3V pour générer l'offset. Tu augmentes ainsi la précision et la stabilité du montage : toute erreur sur le 3.3V change la résolution de l'ADC, mais elle change également la tension envoyée à l'ADC. Au bout du compte, cela se compense plus ou moins.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  13. #12
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    L'ADC est alimenté en 3.3V et voila la modélisation de l'ADC .
    Je n'arrive pas à trouver la valeur de CPIN pour mon PIC
    pa contre j'ai vu qu'il est négligeable si la charge est < 5KOhms, ce qui n'est pas le cas avec le pont diviseur sauf si je mets un petit ampli suiveur après.
    Nom : ADCIN.jpg
Affichages : 166
Taille : 70,4 Ko

  14. #13
    Antoane
    Responsable technique

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Bonjour,
    Citation Envoyé par sdecorme Voir le message
    Je n'arrive pas à trouver la valeur de CPIN pour mon PIC
    Cela dépend du package ; 10pF semble une bonne estimation du pire-cas.
    Ceci dit, la capa vraiment intéressante dans ton cas est celle qui est chargée/déchargée par l'ADC, i.e. Chold=4.4pF.

    par contre j'ai vu qu'il est négligeable si la charge est < 5KOhms, ce qui n'est pas le cas avec le pont diviseur sauf si je mets un petit ampli suiveur après.
    Pièce jointe 300835
    En ajoutant un condensateur de découplage en entrée de l'ADC, tu assure que l'impédance de Rs~0 en dynamique. Le sampling switch est fermé à chaque échantillonnage de l'ADC ; à ce moment, il faut donc charger Chold. Si Rs est trop grande, Chold n'a pas le temps de se charger avant que le sampling switch ne se ré-ouvre. En ajoutant un condensateur directement en entrée de l'ADC, tu assures que le seul (ou presque) composant limitant le courant de charge de Chold est Ric+Rss, Rs n'intervient pas.

    Il faut juste vérifier que les 500nA de courant de fuite n'entrainent pas un erreur trop grande, et que l'impédance moyenne en ac de l'ADC est très supérieure à celle du pont diviseur.
    Formellement, considérant un bon découplage de l'entrée de l'ADC, il faut :
    Vref / (2^nbits ) > Ileak * Rs
    et
    2*pi*fs*Chold*Rs<<1
    où fs est la fréquence d’échantillonnage, Vref=3.3V et nbits est le nombre de bits de l'ADC.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  15. #14
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    je viens de câbler le montage et ça fonctionne avec le voltmètre et l'alim de l'ADC.
    Même si j'ai confiance je préfère vérifier avant , je passe à la dernière étape.
    Comment vous calculer les résistances ?

  16. #15
    Antoane
    Responsable technique

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    En ce qui me concerne, j'utilise la formule donnée dans le schéma, appliquées à certaines valeurs particulières :
    - Vin=-12V, Vref=3.3V => Vout=0V
    - Vin=12V, Vref=3.3V => Vout=3.3V
    - Vin=0, Vref=3.3V => Vout=3.3/2 V
    Ca donne une relation entre les résistances, on cherche ensuite dans les valeurs normalisées quelles triplet de résistances convient le mieux. http://www.positron-libre.com/cours/...resistance.php
    Du fait du choix de valeurs normalisées, la relation n'est pas exactement celle attendue (-12V ne donne pas exactement 0V), si tu as besoin de toute la précision disponible, il faut prendre la valeur exacte des résistances en compte dans ton programme et/ou faire un calibrage du système :
    - tu appliques -12V et observe quel code est renvoyé par l'ADC ;
    - tu appliques +12V et tu regarde quel code est renvoyé par l'ADC;
    - tu fais ensuite une interpolation linéaire entre ces deux codes pour une tension qqcq appliquée en entrée du circuit.


    La méthode est la même en utilisant le montage à AOP, c'est juste que l'équation maitresse n'est pas la même.
    Dernière modification par Antoane ; 16/12/2015 à 08h49.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  17. #16
    sdecorme

    Re : convertir un signal symétrique en un signal seulement positif

    Au final pour les autres capteurs , je lis le min le max et je fais une interpolation .
    Merci pour toute ces précisions

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