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Sonde de température d’eau moteur

Sonde de température d’eau moteur. Moto-ventilateurs de refroidissement moteur. M. Fils non. torsadés. 1. 2. U de 0.3 à 4.5v. Signaux Analogiques. A. Calculateur injection moteur. B. C. D. réseau CAN. Fils torsadés. BSI Boîtier de Servitude Intelligent. E. Signaux Numériques.

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Sonde de température d’eau moteur

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Presentation Transcript

  1. Sonde de température d’eau moteur Moto-ventilateurs de refroidissement moteur M Fils non torsadés 1 2 U de 0.3 à 4.5v Signaux Analogiques A Calculateur injection moteur B C D réseau CAN Fils torsadés BSI Boîtier de Servitude Intelligent E Signaux Numériques F G H Calculateur de climatisation réseau VAN Fils torsadés Combiné

  2. Bus CAN : codage de l’information Nœud 1 Nœud n Nœud 1 Nœud n 2.2K CAN_H CAN_H 3.25V 120 120 2.2K 1.75V CAN_L CAN_L 5 CAN_H 5 CAN_H 4 4 3 3 2 2 1 CAN_L 1 CAN_L 0 1 0 0 1 0 ISO11898 : High Speed CAN 125Kbps - 1Mbps ISO11519-2 : Low Speed CAN Fault Tolerant -125Kbps VCAN_H > VCAN_L + 0,5 V => 1 logique (récessif) VCAN_H < VCAN_L + 0,5 V => 0 logique (dominant)

  3. ISO11898 : High Speed CAN 25O Kbps 1bit = 4µs 1 bit correspond à 32 coup d’horloge La lecture du bit devra être faite au 20éme coup d’horloge Synch Propagation Phase1 Phase2 32 time quantum Bit valide 0 à 8 octets de données soit 0 à 64 bits CAN 2.0 A Trame 4µs 4µs 2 à 3 V Le bus CAN est libre : état récéssif depuis au moins 10 bits consécutifs Bit de début de message état dominant pendant 1bit Bit dominant pour un envoi de données Bit récessif pour une demande de données Bits d’arbitrage du bus CAN et d’identification du message (11 bits) 2 bits réservés + 4 bits spécifiant la longeur du champ de données (compris entre 0 et 8)

  4. Caractériser c’est: Une norme Des relevés Des contraintes à respecter Câbles électriques, fibres optiques, Liaisons infrarouges, liaison hertziennes Support de transmission Norme CAN Modulation de l ’information, timing, synchro caractéristiques physiques des signaux ISO 11898 Haute vitesse Codage des messages arbitrage, gestion erreurs ISO 11519 Basse vitesse Protocole de transmission Définition d’un langage entre les composant Applications constructeurs

  5. B.S.I. testeur Outil : Diag 2000 de PSA Analyseur de protocole Outil : CVX 200 ou MUXTESTER CAN Bus Traceur de données Outil : MUXTRACE ou CANalyser + Carte CAN Oscilloscope numérique Outil : CANscope ou CAN bus signal analyser Des outils adaptés Garagiste Électronicien Électronicien Électronicien Noeud n Max. 30 Noeud 1 CAN_H 120 120 CAN_L Mode dominant : Niveau bas Mode recessif : Niveau haut - + Sonde différentielle

  6. Quelques contraintes Bande passante = 0,35 / Temps de montée circuits logiques / Temps de montée / Bande passante (calculée) TTL 2 ns 175 MHz AC (Advanced Cmos) 1,5 ns 230 MHz LVT(Low voltage Bic) 1 ns 350 MHz AHC(Adv High Speed) 400 ps 875 MHz ECL 100 ps 3,5 GHz GaAs 40 ps 8,75 GHz

  7. Quelques caractéristiques des oscilloscopes Acquisition : Voies analogiques Fréquence d’échantillonnage maximale 2 Gech/s entrelacés, 1 Gech/s par voie; Profondeur mémoire maximale 4 Mo par voie; Résolution verticale 8 bits; Mode haute résolution : 12 bits de résolution lorsque ≥ =100 µs/div; Système vertical : Voies analogiques Bande passante (-3dB) : jusqu’à 350 MHz Temps de montée calculé : ~1,0 ns Bande passante monocoup : 350 MHz PrixDe 4,5 à 10 k€

  8. Système de déclenchement de l’oscilloscope • Sélections de front, largeur d’impulsion, mot logique, TV, durée, réseau CAN, USB, I2C, SPI • -Déclenchement sur un mot logique de niveaux haut, bas et indifférent et/ou front montant ou descendant établi à travers l’une des sources.Le niveau haut ou bas de la voie analogique est défini par le niveau de déclenchement de cette voie. • -Déclenchement sur des signaux télécom (ligne Numéris), le masque qui permet de caractériser les niveaux doit être intégré. • -Déclenchement TV sur une voie analogique pour normes de diffusion NTSC, PAL, PAL-M, ou SECAM sur les signaux vidéo composites positifs ou négatifs. • -Déclenchement sur signaux réseau CAN (Controller Area Network) version 2.0A et 2.0B. Il peut se déclencher sur le bit d’un départ de trame d’une trame de données, d’une trame de requête de transfert à distance ou d’une trame de surcharge. • - Déclenchement USB sur Start of Packet, End of Packet, Reset Complete, Enter Suspend, ou Exit Suspend de l’USB (Universal Serial Bus) sur les lignes de données USB différentielles. Prise en charge de vitesses USB élevée et basse. • - Déclenchement I2C sur le protocole série I2C (bus Inter-IC) sous condition arythmique ou trame définie par l’utilisateur avec valeurs adresse et/ou données.. • Déclenchement SPI sur la combinaison de données SPI (interface de périphérique série) pendant une période de verrouillage de trame spécifique.

  9. Contraintes pour l’analyse logique Digital Devices Clock Rate Setup Hold Altera Max 7000 PLD 200 MHz 2.5 ns 0.5 ns Lattice GAL22V10-7 PAL 133 MHz 4.5 ns 0 ns TI TMS320C549-40 DSP 80 MHz 5 ns 0 ns Motorola MCM69D536 SRAM 66 MHz 3 ns 1 ns Motorola MPC 860 Comm Controller 50 MHz 4 ns 2 ns IDT 72420L20 Synchronous FIFO 50 MHz 5 ns 1 ns Motorola Coldfire MCF 5206 Microcontroller 33 MHz 3 ns 3 ns Motorola MC68332 Microcontroller 16 MHz 5 ns 0 ns AMD 29DL800B Flash Memory 16 MHz 35 ns 0 ns TI FN74LVC573A Octal Latch n/a 2 ns 1.5 ns

  10. visualiser temporelle Visualisation d’états

  11. Quelques caractéristiques des analyseurs logiques • Analyse des états • Nombre de voies 34, 68, 102, 136 • Fréquence d’échantillonnage/voie 200MHz • Capacité mémoire/voie avec horodatage de 512 Kbits à 1Mbit • Analyse temporelle • Fréquence d’échantillonnage/voie 400MHz • Capacité mémoire/voie 2 Mbit/voie • Mode temporel transitionnel Jusqu’à 200MHz, (mini) • Mode impulsion (glitch) : non indispensable; • asynchrone 16 Kbits/voie • Plate-forme • PC sous Windows 2000,XP ou Châssis aveugle piloté • PrixDe 7 à 18 k€

  12. Les signaux analogiques Amplitude (Puissance, tension,courant) fréquence temps Oscilloscope (Domaine temporel) Analyseur de spectre Domaine fréquentiel

  13. Contraintes des années 70 dans la transmission de données 300 kHz 3 GHz TV AM Radio TV FM Radio TV TV TV M 806-960MHz 88-108MHz 535-1605 kHz Un exemple, l’occupation spectrale: la télévision

  14. Lecture dans le domaine temporel EC Emax Amplitude Emin temps Lecture dans le domaine fréquentiel EC Porteuse Amplitude Bande Basse Bande Haute (wc– wm) wc (wc+ wm) Fréquence

  15. Oscilloscope Analyseur de spectre + Amplitude Indice de modulation Qualifier la linéarité Modulation ~ 25dB ~11% Distortion~20dB~10%

  16. Amplitude Amplitude temps Px(x) Densité spectrale de bruit Bruit Gaussien Effets des signaux déterministes (sinusoides k*50Hz) Spectre continu exprimé en dBm/Hz Fréquence Une densité spectrale de puissance constante permet d’avoir le niveau de bruit. Le bruit et ses effets

  17. Marge 3dB Un exemple d’utilisation Amplificateur Récepteur Puissance du signal utile = –85dBm au niveau du récepteur fréquence kTB + F = –88dBm/(100 MHz) Densité de buit avec l’amplificateur kT = –173dBm/Hz Densité de bruit à l’antenne fréquence

  18. Quelques caractéristiques des analyseurs de spectre • Bande d’analyse : de 100Hz à 3 ou 6 GHz; • Filtre de résolution : < 10 Hz; • Plancher de bruit : -130dBm. • Générateur de poursuite • Ensemble de démodulation avec logiciel • Serveur Web embarqué • Prix: de8 k€ à 17 k€

  19. Les contraintes actuelles dans la transmission de données De plus en plus d’abonnés Des bandes de fréquence limitées GSM 900 MHz UL : 890..915 MHz DL : 935..960 MHz 124 Canaux (1..124) GSM 1800 MHz UL : 1710..1785 MHz DL : 1805..1880 MHz 374 Canaux (512..885) Une qualité de service demandée importante, et des capacités de traitement de plus en plus importantes:

  20. Des modulations numériques complexes Transmission de 1 bits par symbole Amplitude Frequency (FSK) Phase (PSK) Transmission de plusieurs bits par symbole Modulation d’amplitude et de phase (QAM)

  21. IEEE 802.11 Standard and Extensions

  22. Data Rate • (Mbits/s) • Modulation • Coding rate • (R) • Coded bits per subcarrier (NBPSC) • Coded bits per OFDM symbol (NCBPS) • Data bits per OFDM symbol (NDBPS) • 6 • BPSK • 1/2 • 1 • 48 • 24 • 9 • BPSK • 3/4 • 1 • 48 • 36 • 12 • QPSK • 1/2 • 2 • 96 • 48 • 18 • QPSK • 3/4 • 2 • 96 • 72 • 24 • 16-QAM • 1/2 • 4 • 192 • 96 • 36 • 16-QAM • 3/4 • 4 • 192 • 144 • 48 • 64-QAM • 2/3 • 6 • 288 • 192 • 54 • 64-QAM • 3/4 • 6 • 288 • 216 IEEE 802.11a

  23. d(1) d(2) d(3) 1.5 (t) = 1 0.5 Pour transmetre deux bits par symbole, nous procédons à une modulation de phase: V= A sin[2ft + (t)] Relevé à l’oscilloscope Relevé à l’analyseur de spectre 0.5 cos(t) 0 s(t) -0.5 -1 f p 1 = 3 /4 -1.5 1 2 3 0 f p 2 = /4 t/T f p 3 = - /4 f p 4 = - 3 /4

  24. Q 01 00 I 11 10 Relevé à l’analyseur de signaux vectoriel Relevés Réel Erreurs possibles Q Erreur d’amplitude { Signal testé Vecteur erreur f Reférence Erreur de phase I

  25. IEEE 802.11a Test de l‘émetteurGabarit fréquentiel

  26. Mesures à l’analyseur de signaux vectoriel Réponse fréquentiele Constellation Vecteur erreur Diagramme de l’oeuil

  27. Transmission de 16 bits par symbole LA QAM 16

  28. Quelques caractéristiques des analyseurs de signaux vectoriels • Analyseurs numériques temps réel sous • Windows, USB et Ethernet100Base-T; • analyse multidomaine temps/fréquence/amplitude/phase/ • modulation; démodulation analogique; • démodulation numérique, déclenchement sur masque de fréquence, entrées I et Q; • versions télécoms avec démodulation numérique en standard, • logicielles GSM/Edge, W-CDMA et cmda2000. • Générateur de poursuite; • Bande d’analyse : de 10Hz à 3 GHz; • Filtre de résolution : 1 Hz; • Plancher de bruit : -140dBm; • Prix: 20,1 k€

  29. Une autre solution pour une analyse vectorielle des signaux

  30. Démodulation de signaux en bande haute Ex : bande BIS satellite, GSM, etc… I Q Signal f > 1Ghz Avantage de la solution: démodulation des larges bandes >10MHz

  31. Quelques caractéristiques de cet oscilloscopes BP/canal Echantillonnage Mémoire 1 Mémoire 2 BP Max 1 GHz 4 Gech/s 2 Mpts/ch 64 Mpts/ch (4 Mpts ) (128 Mpts) • Prix: 14 k€ appareil • et 5 k€ le logiciel

  32. Synthétiseur de signaux Gamme de fréquence 250 kHz à 2 GHz Résolution (Hz) 0,01 Bruit de phase @ 20 kHz (dBc/Hz) -116 (typ.)/ -130 Niveau de sortie (dBm) + 17 à - 136 Modulations disponibles :AM, LBAM, FM, PM, PM, PSK,MSK, QAM, FSK,I/Q Bande passante de modulation I/Q à – 3 dB (MHz) : 25 (interne),50 (externe) Erreur vectorielle pour signaux W-CDMA 2,3% rms (typ.) Vobulation de fréquence par pas Prix = 20 k€

  33. CH1 S21 log MAG 0.5 dB / REF 0 dB Length 0.5 m 1 m -360O Phase (f) Degrees -720O -1080O Freq. = 1 GHz -1440O STOP 3. 000 000 000 GHz START . 000 030 000 GHz Caractériser les composants en fonction de la fréquence Cable coaxial Pt Echelle 5°/c Echelle 100O/c + = Mesure de la linéarité de la phase Pente inverse de la phase Pente de la Phase

  34. Les analyseurs de réseau vectoriels: Ils sont destinés à la caractérisation des composants actifs et passifs tels que les filtres, les amplificateurs, les antennes ou les câbles. Cette opération est rapide et ne nécessite qu’un seul relevé. Un balayage typique de 300kHz à 3GHz dure de 35ms à 240ms en fonction de l’appareil

  35. P Incidente P Transmise R B P Réfléchie A Dispositif à tester A P Réfléchie = R P Incidente S-Parameters S11,S22 Principes de mesures et grandeurs à évaluer REFLECTION TRANSMISSION B P Transmise = R P Incidente Return Group SWR Gain / Pertes Loss Delay Impedance, Admitance Insertion Coefficient S-Parameters Phase Coefficient S21,S12 R+jX, G+jB de transmission de Réflection T,t G, r

  36. Lignes à réactance constante CH1 S log MAG 10 dB/ REF 0 dB 1_ -1.9248 dB 21 CH2 S log MAG 10 dB/ REF 0 dB 1_ -1.2468 dB 12 PRm Cor R Inductif Capacitif jX Hld 1 R=50W R= PRm Cor R=0W 2 Hld CH1 START 775.000 000 MHz STOP 925.000 000 MHz CH2 START 775.000 000 MHz STOP 925.000 000 MHz Les représentations pratiques

  37. analyseur de réseau vectoriel Fréquence : 300 kHz to 3 GHz Nombre de ports: 2 Impédances: 50 ohms or 75 ohms ; dynamique: de 115 dB à 120 dB Puissance sur le ports: de –45 to +10 dBm Vobulation: linéaire, log ; Correction de l’erreur de calibration intégrée Nombre de canaux de mesure: 4 OS: Windows Interconnexion: Ethernet, USB, GPIB, VGA parallèle ; Vitesse de mesure: 50 ms (2-port cal, 30 kHz) Prix: 17 k€

  38. E R D L MOS U, I I diode (A) 12 - U diode (x10V) CEM et Problèmes 10 8 6 « les parasites » 4 2 temps (µs) 0 0 2 4 6 8 10 12 14 -2 -4 -6 Courant et tension dans la diode de roue libre rayonnement d’un hacheur Champ électrique rayonné à 40 cm

  39. Susceptibilité d’un redresseur Espace polué V = 100V f=250 kHz R=100 W Einc=E0(e-at) avec a=3.3 106 120 mm Einc 100V 250 kHz R = 100W Courantinduit dans le circuit

  40.   Niveaux de référence selon la fréquence   ICNIRP- 1998 1E+6 1E+5 1E+4 1E+3 1E+2 E crête Travailleurs (V/m) E rms Travailleurs (V/m) 1E+1 H crête Travailleurs (A/m) H rms Travailleurs (A/m) S rms Travailleurs (W/m2) 1E+0 E crête Public (V/m) E rms Public (V/m) H crête Public (A/m) 1E-1 H rms Public (A/m) S rms Public (W/m2) 1E-2 100E-3 1E+0 10E+0 100E+0 1E+3 10E+3 100E+3 1E+6 10E+6 100E+6 1E+9 10E+9 100E+9

  41. Zout = 50W CT B Causes et moyens de mesure La mesure de champ Validation d’une carte, une solution faible cout pourl’électronicien CM Tête isotrope (à 3 dipôles) Sondes de champ proche Le danger Affichage du champ

  42. Sonde de champ E Pour circuits intégrés Embout en court-circuit { { 2 sondes d’injection et de mesure : 1 pF 3 sondes de champ H sondes de champ proche et d’injection

  43. Un centre d’intérêt La conceptualisation Un transfert TP 1 TP 2 Cours T D 1 TP 3 TP4 TD 2 Une synthèse Des acquis stabilisés Phase formative Phase sommative

  44. Type de mesure Télécommunication, téléphonie et réseaux téléphoniques Informatique, télématique et bureautique Multimédia, son et image, radio et télédiffusion Electronique embarquée Electronique médicale  Mesure, instrumentation et micro-systèmes Automatique et robotique Production Fréquencemètre ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Ohm-mètre ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Voltmètre, ampèremètre ☻ (continu) ☻ (continu) ☻ (continu) ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Oscilloscope ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur logique ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur de spectre ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur vectoriel ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Wattmètre, Bolomètre ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur de réseau ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur de protocole ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Analyseur de champ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ Appareil dédié Analyseur de ligne et protocole Vecteur-scope Testeur Isolement Testeur d’isolement Bus PXI et IEEE 488

  45. Grandeur mesurée Appareil Limites Observations Fréquence Fréquencemètre  3 GHz Conserver ce qui existe Résistance Ohm-mètre Conserver ce qui existe Amplitude Voltmètre, ampèremètre fréquence Conserver ce qui existe Temps, amplitude Oscilloscope 1 GHz En prévoir deux à 1GHz et deux à 350 MHz Temps, état logique Analyseur logique 200 MHz Il est indispensable de coupler analyseur logique et oscilloscope. Au moins deux oscilloscopes mixtes Amplitude, fréquence Analyseur de spectre Bande, 6 Ghz et largeur de bande 10 Hz 3 appareils faible coût (3 Ghz), un 6 GHz adaptable Amplitude, fréquence, phase Analyseur de signal vectoriel Largeur de bande de démodulation À remplacer par un ensemble analyseur de spectre ( 6 GHz avec démodulation sur 10 MHz) et un oscilloscope associé à un logiciel de démodulation numérique Puissance Wattmètre, Bolomètre  Au moins un appareil. Puissance, coefficient de réflexion, coefficient de transmission Analyseur de réseau scalaire Limité au niveau de l’analyse des résultats Équivalent à un analyseur de spectre avec générateur de poursuite Puissance, coefficient de réflexion, coefficient de transmission, phase Analyseur de réseau vectoriel Fréquence basse 300 kHz, fréquence haute à 3 GHz Mesure des 4 paramètres [S], au moins un appareil. Protocole Analyseur de protocole Très typé, au moins un par type d’analyse Champ électromagnétique Analyseur de champ La qualité de la mesure dépend de l’antenne

  46. Performance des processeurs Données échangées Au niveau mondial Nombre de Transistors sur un processeur (Intel) kbps Interactive 70 000 000 Narrowcast TV 28,000,000 60 000 000 7,500,000 Broadcast TV 50 000 000 Video Rentals 5,500,000 40 000 000 Peak Usage (Mbps) 3,100,000 Business Software 512 kbps 30 000 000 Magazines 20 000 000 1,200,000 CDSales 56 kbps 10 000 000 134,000 Voice 19.2 kbps 0 Fibres Optiques On double tous les 9 mois 2.4 kbps “Loi de Moore" On double tous les 18 mois Vitesse des Accès individuels à l’internet

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