La chaîne d'acquisition : conditionnement et conversion analogique-numérique

Le signal électrique délivré par un capteur n'est presque jamais directement exploitable par un microcontrôleur : il doit d'abord être mis en forme, puis converti en une suite de valeurs numériques.

Le conditionnement du signal

Le conditionnement regroupe les opérations qui préparent le signal issu du capteur avant sa numérisation : amplification pour ramener un signal faible dans une plage exploitable, filtrage pour éliminer un bruit haute fréquence parasite, ou mise à l'échelle pour adapter la tension à la plage acceptée par le convertisseur.

La conversion analogique-numérique (CAN)

Le convertisseur analogique-numérique transforme un signal électrique continu (analogique) en une suite de valeurs numériques discrètes. Deux caractéristiques le définissent : sa résolution, exprimée en bits (un CAN 10 bits code la tension sur 1024 niveaux distincts), et sa fréquence d'échantillonnage, c'est-à-dire le nombre de mesures effectuées par seconde.

Le choix de la fréquence d'échantillonnage

Une fréquence d'échantillonnage trop faible par rapport à la rapidité du phénomène mesuré fait perdre de l'information : des variations rapides du signal peuvent passer inaperçues entre deux échantillons. Le réglage de cette fréquence doit tenir compte de la dynamique du phénomène à observer.

L'essentiel

Conditionnement : amplification, filtrage, mise à l'échelle du signal issu du capteur.
CAN : convertit le signal analogique en valeurs numériques, caractérisé par sa résolution en bits et sa fréquence d'échantillonnage.
Fréquence d'échantillonnage : à adapter à la rapidité du phénomène mesuré pour ne pas perdre d'information.

Exercice : numériser un signal avec un convertisseur analogique-numérique 8 bits