memoires magnetiques a disques rigides

MEMOIRES MAGNETIQUES A DISQUES RIGIDES
PARTIE ELECTRONIQUE
Le schéma complet de FP5 est donnée en annexe.
Les questions porterons sur la fonction FP5 dont le schéma fonctionnel de degré 2 est présenté ci-dessous :
POS
ROT
CDE
MOT
M ETTRE EN FORME
les signaux des
sondes.
FS51
CONVERTIR la
donnée en tension
analogique
FS52
CONSIGNE
COURANT
IMG
ROT
REALISER LES
COMMANDES des
courants dans les
phases du moteur
FS53
SIGNAUX DE
COMMANDE
INTERFACER en
puissance
PUI
MOT
FS54
FP5
FS51 METTRE EN FORME les signaux des sondes.
Rôle :
Permet d’adapter les signaux issues des sondes intégrées dans le moteur à une tension compatible avec les
circuits numériques.
Entrées :
POS ROT : signaux électrique informant sur la position du rotor. Ce sont des capteurs à effet hall qui délivrent
une tension permettant de connaître la position du rotor.
Sorties :
IMG ROT : signaux à l’images de la position du rotor mis en forme pour la fonction FP2
I – ETUDE DE FS51 (Mettre en forme )
R4
Les signaux délivrés par les capteurs à effet hall doivent être mis en forme afin d’obtenir des signaux
compatibles avec le dispositif de commutation des phases.
On donne ci-dessous le schéma structurel de cette fonction FS51, pour une sonde :
Vcc
Vcc=5V
IC1
IC1 : LM339 Alim ± 12V (voir annexe)
∞
R1 : 1KΩ
R2 : 100KΩ
R3
Ve
R3 : 3KΩ
R1
+
Vb
R4 : 1,2KΩ
R2
Ve: associé à POS ROT
Vs
Vb: associé à IMG ROT
Impédance d’entrée de FP2 infini.
Remarque : la sortie du comparateur de tension LM339 est à collecteur ouvert, comme le montre le symbole sur
le schéma structurel. L’émetteur du transistor de sortie est connecté à la broche d’alimentation négative (broche
12). Suivant l’état de ce transistor de sortie, on peut donc mettre le schéma partiel sous la forme des schémas
équivalents suivants :
Partie électronique -Mémoire magnétiques à disques rigides – Baccalauréat Génie électronique 1991 Numérisation G. D’Aquino
1
Transistor de sortie du LM339 à l’état bloqué :
Transistor de sortie du LM339 à l’état saturé :
Vcc
Vcc
R4
R4
R1
R2
V+
R1
R3
Vs
Vb
R2
V+
R3
Vs
Vb
-12V
Questions :
Q-I-1Pour les 2 états du transistor de sortie (interne au LM339), c’est à dire saturé puis bloqué, exprimer
littéralement puis calculer les tension V+, Vs, Vb.
To Bloqué
To saturé
QI-2En déduire les caractéristiques de transfert Vb=f(Ve) du montage trigger ainsi constitué.
QI-3Appliquer les résultats précédents en complétant les chronogrammes en feuille réponse 1. Les tensions Ve1 et
Ve2 correspondent aux sorties des deux sondes à effet hall et les tension Vb1 et Vb2 aux sorties de la fonction
secondaire FS51.
Partie électronique -Mémoire magnétiques à disques rigides – Baccalauréat Génie électronique 1991 Numérisation G. D’Aquino
2
II – Etude de FS52 (CNA)
La fonction principale FP9 agit sur la vitesse du moteur en délivrant une information de commande, sous la
forme d’un mot binaire de 8 bits. Cette information doit être convertie en une tension analogique, nécessaire à
l’interface de commande des courants dans les phases du moteur (FS53).
On donne ci-dessous le schéma structurel de cette fonction :
}
WR
WR
# /∩
∩
R7
IC4
Is
Is
+
IC3
O1
-
O2
∞
+
∞
+
Ucc
Uc
CS
IC2 : AD7524
Rfb : 10KΩ
IC3 : TL081
IC4 : TL081
R6 : 10KΩ
R7 : 20KΩ
R8 : 20KΩ
-
R6
R8
CDE
MOT
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
Rfb
D[0…7]
IC2
Vref
Vref
P
+12V
FS52
Questions :
Q-II-1Exprimer littéralement puis numériquement la tension Ucc en fonction de Uc et de Vréf (dans les applications
numériques on supposera Vréf réglé à 10V).
………………………………………………………..………………………………………………………..…
……………………………………………………..………………………………………………………..……
…………………………………………………..………………………………………………………..………
………………………………………………..………………………………………………………..…………
……………………………………………..………………………………………………………..……………
…………………………………………..………………………………………………………..………………
………………………………………..………………………………………………………..…………………
……………………………………..………………………………………………………..……………………
…………………………………..………………………………………………………..………………………
………………………………..………………………………………………………..…………………………
Q-II-2Exprimer littéralement puis numériquement la tension Uc puis Ucc en fonction de Is (Is supposé continu
constant).
……………………………………………..………………………………………………………..……………
…………………………………………..………………………………………………………..………………
………………………………………..………………………………………………………..…………………
……………………………………..………………………………………………………..……………………
…………………………………..………………………………………………………..………………………
………………………………..………………………………………………………..…………………………
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Q-II-3Partie électronique -Mémoire magnétiques à disques rigides – Baccalauréat Génie électronique 1991 Numérisation G. D’Aquino
3
Sachant que Is à pour expression :

Vréf  D7 D6
 + 1 +...+ D70 
4  0
10  2 2
2 
Calculer la valeur de la tension Ucc pour les différentes combinaisons binaires suivantes :
Is =
[D 7 …D0 ] = [10000000]
[D 7 …D0 ] = [00000001]
[D 7 …D0 ] = [11110000]
III – ETUDE DE FS53 Réaliser les commandes
Les phases du moteur sont alimentées deux par deux et successivement, par des courants constants bipolaires
(pouvant être positifs et négatifs) dont le module dépend de la tension Ucc.
Pour une position donnée du rotor, les deux phases à alimenter sont déterminées par les signaux issus des
sondes à effet Hall (signaux mis en forme par la fonction FS51) ainsi que par une information binaire de signe S
fournie par la fonction principale FP9.
Partie électronique -Mémoire magnétiques à disques rigides – Baccalauréat Génie électronique 1991 Numérisation G. D’Aquino
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On donne ci-dessous le schéma structurel :
Vcc
R
&
{
=1
C
0
2
IMG
ROT
=1
A
{B
CL4
EN
BIN/OCT
CDE
S
MOT
DG201
EN
} G 07
0
1
2
3
4
5
6
7
1
∩
CB4
CL1
EN
1
D
∩
CB1
CL3
EN
1
R9
Ucc
CB3
IC3
∞
+
+
R10
-
∩
EN
1
R11
R12
Image
courant
Rs
CL2
Signaux de commandes Binaires (CB)et Linéaires (CL)
∩
CB2
74LS07
Iphase
moteur
QIII-1Etablir la table de vérité donnant les états logiques des signaux binaires repérés C, D, CB1, CB2, CB3 et CB4,
en fonction des états logiques de S, A et B.
S
0
0
0
0
1
1
1
1
A
0
0
1
1
0
0
1
1
B
0
1
0
1
0
1
0
1
C
D
CB1
CB2
CB3
CB4
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QIII-2Compléter les chronogrammes en feuille réponse 2.
Donner le contenu de la PROM destinée à faire la synthèse des signaux binaires CB1…CB4 à partir des
signaux A,B et S. Pour cela compléter le tableau pour obtenir les états logiques souhaité en sorties CB1, CB2,
CB3 et CB4 quelque soit l’état logique imposé sur l’entrée d’adresse de poids 8.
Pour étudier les commandes en courant, il faut tenir compte de certains éléments de la fonction
secondaire FS54. Nous étudierons pour exemple l’alimentation de la phase 1 par un courant positif.
Va=+24V
FS53
3
R9
Ucc
IC3
R10
-
∩
Vsa
T1
DG201
T’1
IP
CL1
Vgs
EN
R13
R14
∞
+
+
1
V’gs
T’1
FS
R11
R12
1
CB1
IC3 : TLO81
R9 : 10KΩ
R10 : 10KΩ
R11 : 10KΩ
R12 : 10KΩ
R13 : 10KΩ
R14 : 47KΩ
74LS07
Image
courant
Rs
0 logique
IP
Transistor MOS
canal N
g
d
gate
Vgs
Id
drain
Vgs
Vds
Ig=0
d
s
source
Schéma équivalent
Régime sensiblement linéaire
s
Vds
Avec Id= ξ Vgs
ξ coefficient constant égal 2A/V
Is=Id
En ce qui concerne les transistors MOS canal P
toutes les grandeurs ont des polarités inverses
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QIII-3Exprimer littéralement puis calculer la tension V’gs (le courant Ip étant toujours inférieur à 7A).
Conclure sur l’état du transistor T’1 et sur son rôle.
QIII-4Justifié l’utilisation des cellules logique matérialisées par le circuit intégré 75LS07).
QIII-5Exprimer littéralement puis numériquement Vsa en fonction de Ucc et de Ip.. Faire de même pour Ip en
fonction de Vsa.
En déduire l’expression littérale puis numérique de Ip en fonction de Ucc.
QIII-6Entre quelles limites de courant Ip pourra-t-il varier ?
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