Principe de la mesure
Avec un circuit intégrateur, on charge pendant N1 tops d'horloge (soit pendant une durée T1 = N1.Δt) le condensateur C avec le courant constant I = Vx / R. La charge finale de C est donc Q = Vx.N1.Δt / R.
Ensuite, on décharge C avec le courant négatif I' = Vref / R. S'il faut N2 tops d'horloge pour annuler la charge Q de C, alors Vx.N1.Δt / R = −Vref.N2.Δt / R. On a donc Vx = −Vref.N2 / N1.
La mesure ne dépend ni de R ni de C.
Étapes de la mesure
Charge du condensateur : La logique de commande relie l'entrée de l'intégrateur avec la tension à mesurer. On charge le condensateur C pendant la durée constante N1.Δt.
La tension de sortie de l'intégrateur croît linéairement jusqu'à la valeur finale E = Vx.N1.Δt / RC.
On a une rampe de durée constante.
Décharge du condensateur : Quand le compteur contient la valeur N1, le circuit de commande remet le compteur à zéro et relie l'entrée de l'intégrateur à la tension négative de référence Vref. La tension de sortie de l'intégrateur décroît linéairement.
Cette fois on a une rampe de pente constante mais de durée variable proportionnelle à la valeur de Vx.
Quand E s'annule la sortie du comparateur bascule et donne l'ordre au circuit de commande d'arrêter le compteur.
Finalisation de la mesure : Le circuit de commande déverse le contenu du compteur vers une mémoire ou un afficheur et remet le compteur à zéro.
Avantages et inconvénients
Ce type de convertisseur est précis, simple et peu onéreux, par contre le temps de convertion est très long. En prenant pour T1 un multiple de la période du secteur, on limite l'influence des parasites.
On prend en général T1 = 100 ms = 5 x 20 ms = 6 x 16,66 ms qui convient à la fois pour les réseaux à 50 Hz et 60 Hz.
On réserve ce type de convertisseur pour les appareils de type multimètre.
Utilisation :
Utiliser le bouton [Départ] pour engendrer une valeur aléatoire de la tension à mesurer.
Pour simplifier, on a pris N1 = 100 et Vref = − 1V.