le conditionnement et la conversion de signal?

Le conditionnement de signal est un processus appliqué aux signaux analogiques. Il permet de modifier leurs caractéristiques, qu'il s'agisse de réduire ou d'augmenter leur puissance ou d'effectuer d'autres ajustements. Dans la plupart des cas, le conditionnement de signal fait partie d'un processus de conversion numérique qui est devenu omniprésent dans le monde de l'électronique. Les nombreuses applications incluent la conversion d'enregistrements audio en formats numériques, la mesure de niveaux de courant, de tension, et autres variables sur des équipements électriques sophistiqués.

Lorsqu'un capteur est monté sur un dispositif, il fournit généralement un signal analogique qui peut être converti en une mesure.  Ce signal analogique peut avoir un niveau de puissance très faible, nécessitant d'être amplifié pendant le processus de conditionnement. D'autres composants peuvent être utilisés pendant le processus de conditionnement pour améliorer la pertinence du signal.

Ce signal analogique peut ensuite être convertit dans un format numérique.  Grâce à la conversion au format numérique, le bruit du signal analogique est réduit et son atténuation le rend plus exploitable. En finalité, il peut être transmis à un dispositif numérique, où un opérateur peut l'interpréter pour reconnaître l'état du circuit ou dispositif connecté.

Le conditionnement du signal peut prendre plusieurs formes, en fonction de l'application spécifique.  Mais fondamentalement, il permet d'augmenter la précision des mesures fournies par les capteurs. Par conséquent, il devient possible d'atteindre un plus haut niveau de sécurité, d'offrir de meilleures fonctionnalités sur l'équipement équipé de capteurs.

La conversion de signal décrit le processus d'enregistrement des signaux analogiques et leur conversion en signaux numériques.  Ce processus est réalisé par un convertisseur analogique-numérique, qui est spécifié en fonction de la mesure du rapport signal bruit qu'il produit et le niveau de bande passante qu'il gère. Ces dispositifs peuvent recevoir des données provenant d'un capteur, telles que la quantité de courant passant sur un circuit, et les convertir directement en une valeur chiffrée. Ils apportent donc une solution de mesure et de contrôle.

 

Quels sont les types de conditionnement de signal existants ?

Différents types de conditionnement de signal sont utilisés sur les circuits.  Le choix du type de conditionnement de signal utilisé est généralement déterminé par les données qui doivent être obtenues ou quel type de signal doit être converti.

 

Dans certains cas, les mesures réelles obtenues ne sont pas converties. Les signaux sont seulement conditionnés pour les rendre plus exploitables.  Par exemple, des dispositifs mesurent les données fournies par un capteur monté sur un circuit. Ces signaux analogiques sont convertis en valeurs numériques qui peuvent être interprétées.

Le conditionnement de signal ne nécessite pas toujours qu'un dispositif de mesure soit monté directement sur le circuit à mesurer.  Divers types d'isolation sont utilisés pour protéger les opérateurs et les équipements sensibles qu'ils doivent employer fréquemment pour obtenir une mesure précise des signaux. Dans d'autres cas, des dispositifs de mesure sont montés directement sur le circuit à mesurer. Cette solution est uniquement possible si les niveaux de courant et de tension sont faibles, réduisant les risques pour les opérateurs et les équipements.

 

Amplificateur

Les amplificateurs servent à augmenter les niveaux de tension,  permettant une conversion analogique-numérique plus efficace. Fondamentalement, l'augmentation de la tension du signal autorise une conversion plus sensible et par conséquent une plus grande précision des mesures. ‎Les composants utilisés pendant le conditionnement de signal peuvent supprimer le bruit et exécuter d'autres fonctions.

Les amplificateurs font partie des composants électriques les plus courants. Ils jouent un rôle important dans le conditionnement de signal.  Comme les capteurs produisent souvent des signaux dont la puissance est trop faible pour obtenir des mesures exploitables, un amplificateur est nécessaire pour augmenter leur puissance jusqu'au niveau où ils pourront être utilement convertis en signaux numériques.

Le rapport signal-bruit des amplificateurs peut être amélioré en ajoutant d'autres composants, ou il peut être adéquat tel quel, en fonction de la précision requise pour la mesure souhaitée. Les amplificateurs peuvent amplifier tous les types de signaux électroniques, qu'ils proviennent d'un capteur qui mesure le courant ou la tension sur un circuit, ou tout autre paramètre du circuit. Ils peuvent aussi servir à amplifier des signaux émis par des dispositifs physiquement isolés du circuit mesuré, tels que des systèmes de mesure optiques ou magnétiques.

 

Limiteur de courant

Un limiteur de courant permet de contrôler la quantité de courant présente sur un circuit électrique.  Lorsque la limite de courant est dépassée, le circuit peut être coupé pour éviter de détériorer l'équipement connecté.

Le signal d'un capteur est conditionné et transmis au limiteur de courant, autorisant une mesure précise et des réactions appropriées aux conditions lorsque le courant est trop faible ou trop fort.  En particulier, sur des équipements tels que des moteurs et des générateurs, un courant non conforme aux paramètres matériels requis peut être dangereux et provoquer des détériorations importantes.

Un limiteur de courant peut servir à contrôler un circuit en étant physiquement relié à ce circuit ou grâce à des données provenant d'une source isolée.  Par exemple, un limiteur de courant peut être basé sur des données optiques ou magnétiques. Cette solution est nécessaire lorsque les niveaux de courant sont trop élevés. Dans ce cas, si le dispositif est relié au circuit, l'opérateur du dispositif de mesure peut être mis en danger ou l'équipement peut être exposé à un risque de destruction.

 

Conversion courant - courant

La conversion nécessaire aux mesures courant - courant inclut généralement la conversion d'un signal analogique en signal numérique exploitable.  Le courant peut être mesuré sur le circuit, soit directement ou par un dispositif isolé. Le signal analogique reçu par le capteur est converti en signal numérique. Il est ensuite traité pour pouvoir être lu par l'opérateur.

Comme les signaux des capteurs peuvent être trop bruyants ou trop faibles et nuire à la précision des mesures, ils doivent être conditionnés pour améliorer leur fiabilité.

 

Conversion courant - tension

Le courant peut servir à déterminer la tension présente sur un circuit. Pour cela on utilise la conversion courant à tension.  Dans ce cas, le courant circulant sur un circuit permet de mesurer la tension générale présente sur ce circuit.

Ce type de mesure est très courant.  Elle peut être effectuée directement sur le circuit ou par un dispositif de mesure isolé, pour éviter les risques liés à des niveaux de courant élevés.

Le conditionnement de signal courant à tension et la conversion de signal peuvent être réalisés dans des dispositifs très compacts, tels que des ordinateurs personnels, ou sur un très grand circuit utilisé pour alimenter des équipements industriels en énergie.  C'est une des formes de conversion de signal les plus basiques. Comme la précision est nécessaire, le signal est généralement conditionné pour qu'il fournisse les données les plus utiles possibles.

 

Isolation

L'isolation est une caractéristique courante du conditionnement de signal.  Le plus souvent, l'équipement de mesure du signal est très sensible et ne peut pas être connecté directement à la source de ce signal. Plusieurs méthodes permettent de mesurer le signal du circuit source, sans utiliser une connexion physique sur ce circuit.

Les types d'isolation incluent l'isolation magnétique, qui transforme la tension en champ magnétique. Ce champ sera détecté par le dispositif de mesure sans nécessiter de connexion physique. Une autre méthode d'isolation consiste à recueillir le signal et à le convertir en signal optique, qui peut être analysé par un dispositif de mesure.

L'isolation est particulièrement importante dans des situations où de très hautes tensions ou de très hauts niveaux de courant sont présents sur un circuit. Par exemple, lorsque l'alimentation électrique d'équipements industriels est très puissante, la procédure de mesure précise sur leur circuit peut être véritablement dangereuse pour l'opérateur si un dispositif d'isolation n'est pas mis en place. De nombreux dispositifs offrent une isolation sûre et efficace dans de telles conditions.

 

Conversion de sortie de transistor NPN en sortie de transistor PNP

Avec deux matériaux semi-conducteurs, un transistor bipolaire de jonction peut prendre en charge l'amplification, servir de commutateur ou fonctionner comme élément d'un oscillateur. La sortie de ces dispositifs sert à conditionner les signaux pour qu'ils apportent des informations plus utiles aux dispositifs de contrôle. Comme les transistors peuvent amplifier ou permettre la commutation du courant, ils sont particulièrement utiles comme dispositifs de sortie sur les capteurs.

 

Conversion résistance - courant

Ces dispositifs servent à mesurer le courant en mesurant la résistance.  Certains modèles spécialisés permettent de mesurer une résistance et d'évaluer le niveau de perte sur un circuit. Ils fournissent des mesures précises qui sont très utiles pour les fonctions de contrôle et autres.

Comme la résistance et le courant sont étroitement dépendants sur un circuit électrique, la conversion résistance - courant est très couramment utilisée. Elle peut être réalisée avec les plus simples outils manuels, ou des dispositifs les plus sophistiqués pour mesurer des circuits puissants et complexes.

 

Mesure de la conductivité par compensation de température

Le niveau de conductivité d'un circuit dépend de la température de ces composants.  La conversion des mesures thermiques en mesures de conductivité permet d'obtenir des informations exploitables sur la qualité opérationnelle et la performance des circuits électroniques.

Les spécifications thermiques jouent un rôle déterminant dans le bon fonctionnement et la sécurité d'un grand nombre de dispositifs modernes. Par conséquent, la précision de ce type de mesure est essentielle dans de telles applications. Ces mesures peuvent être effectuées à distance, avec des capteurs optiques, ou directement, en montant un dispositif de mesure sur le circuit. La conductivité peut ainsi être connue en mesurant la température. Dans ce cas, la conductivité est mesurée par compensation de température.

 

Conversion température - courant

La température influence la quantité de courant acceptable sur un circuit électronique.  En convertissant les données d'un capteur thermique sur un circuit ou un équipement, il est possible d'obtenir une valeur précise du courant présent sur ce circuit.

Comme pour la mesure de la conductivité par compensation de température, la conversion de la température en courant joue un rôle important dans la précision des systèmes électroniques. La température des composants doit être conforme à des paramètres spécifiques pour garantir que la tension et le courant respectent leurs spécifications.

 

Conversion température - tension

La conversion des signaux des capteurs thermiques permet de mesurer la tension sur le circuit. La conversion température - tension est pertinente lorsque la température est plus facile à mesurer, par exemple lorsqu'elle peut être obtenue sans contact direct avec le circuit, pour avoir l'avantage d'une isolation optimale.

 

Conversion tension - courant

La conversion tension - courant des signaux s'appuie sur les équations électroniques les plus élémentaires : Après avoir mesuré un signal avec un voltmètre ou autre dispositif, un simple calcul mathématique permet d'obtenir la tension correspondante. Cette conversion de signal est une des plus basiques, pouvant utiliser un simple voltmètre ou un circuit électronique sophistiqué.

 

Conversion tension - tension

La conversion tension - tension n'est pas réellement une conversion, puisque la tension est seulement mesurée et convertie en une valeur interprétable.  Dans certains cas, une isolation peut être nécessaire pour mesurer la tension sur des équipements à haute tension intégrés à un circuit. Cette isolation peut utiliser tous les moyens disponibles, incluant un dispositif optique ou magnétique, afin de mesurer des hautes tensions en toute sécurité.