10 Exercices – Acquérir & Mettre en Forme
Sciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE
Exercice 1 : Résolution ADC
Un ADC 12 bits a une plage d’entrée de 0 à 10V.
- Calculer la résolution en volts
- Déterminer le code numérique pour une tension de 7,5V
Exercice 2 : Amplification
Un capteur fournit 20-100mV à amplifier en 0-5V.
- Calculer le gain nécessaire
- Proposer un montage à AOP avec R1=1kΩ
Exercice 3 : Filtre anti-repliement
Un signal utile va jusqu’à 3kHz, échantillonné à 8kHz.
- Vérifier le critère de Shannon
- Choisir la fréquence de coupure du filtre
Exercice 4 : Chaîne complète
Un capteur de pression (0-10bar → 0-50mV) est connecté à un ADC 10 bits via un ampli (G=100).
- Calculer la tension d’entrée ADC à 7bar
- Déterminer la résolution en pression
Exercice 5 : Temps de conversion
Un ADC 8 bits a un temps de conversion de 100µs.
- Calculer la fréquence d’échantillonnage max
- Déterminer la fréquence max du signal
Exercice 6 : Bruit de quantification
Un signal sinusoïdal 1V crête est numérisé par un ADC 8 bits.
- Calculer le rapport signal/bruit (SNR) théorique
- Quel nombre de bits pour SNR > 60dB ?
Exercice 7 : Conditionnement complet
Un thermocouple type K délivre 0-50mV (-200°C à 1350°C) à amplifier en 0-5V.
- Calculer la sensibilité en mV/°C
- Dimensionner l’ampli (montage inverseur, R1=1kΩ)
Exercice 8 : Erreur de quantification
Un ADC 10 bits (0-5V) mesure une tension de 3,672V.
- Déterminer la valeur numérique obtenue
- Calculer l’erreur de quantification
Exercice 9 : Capteur résistif
Une RTD Pt100 (R=100Ω à 0°C, α=0,385Ω/°C) est utilisée dans un pont de Wheatstone.
- Calculer R à 120°C
- Déterminer la tension déséquilibre si R1=R2=1kΩ et Vcc=5V
Exercice 10 : Synthèse
Un système acquiert un signal audio (20Hz-20kHz) avec un ADC 16 bits.
- Choisir la fréquence d’échantillonnage
- Calculer le débit binaire pour un canal stéréo
- Dimensionner un filtre anti-repliement
Ces exercices couvrent les compétences clés du référentiel sur l’acquisition et mise en forme du signal.
