séance 10 04/01/2005

Conversion Analogique
Numérique
Et inversement…
Introduction
• Grandeur numérique : signal présentable sous
forme binaire
• Grandeur analogique: signal pouvant varier
continûment dans le temps
• CAN: information en sortie numérisée sur n bits
représentative de la grandeur analogique en entrée
• CNA: conversion inverse numérique ->analogique
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CAN
• 2 opérations sont nécessaires
– la quantification qui transforme la valeur
analogique de la grandeur d'entrée en une
valeur continue (utilisation d'un échantillonneur
bloqueur).
– le codage qui assigne une valeur numérique à
chacune de ces valeurs continues.
CAN simple rampe
Valeur numérique
E
+
&
-
compteur
comparateur
Générateur
de rampe
Logique de
commande
2
Etude du CAN simple rampe
0 0 0 0 10
E >0
+
1
&
-
10
compteur
comparateur
10
Générateur
de rampe
Logique de
commande
temps
Etude du CAN simple rampe
0 0 0 10 01
E >0
+
1
&
-
01
compteur
comparateur
01
Générateur
de rampe
Logique de
commande
temps
3
Etude du CAN simple rampe
e d c b a
E >0
+
0
&
-
0
compteur
comparateur
Générateur
de rampe
V>E
Logique de
commande
edcba est l’image digitale de E
temps
CAN simple rampe
• Fréquence horloge connue
• V= f(t) du générateur de rampe connue
• ⇒ on remonte à la valeur de la tension
numérisée
• Inconvénient: l’horloge et le générateur de
rampe ne sont pas forcément bien réglés. La
précision obtenue dépend de la stabilité de
CLK + génér. rampe
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CAN double rampe
e d c b a
compteur
Logique de
commande
-Eref
∫
horloge
+
-
intégrateur
E >0
CAN double rampe
e d c b a
compteur
intégrateur
Logique de
commande
-Eref
∫
E >0
te
pen
0
+
-
αE
t
comparateur
intégrateur
Logique de commande:
Niveau 0 pendant une durée fixe =
remplissage compteur
compteur
t
N1 impulsions
t
5
CAN double rampe
e d c b a
compteur
intégrateur
ef
Er
-
αE
α
E >0
+
te
pen
e-
∫
1
nt
-Eref
Pe
Logique de
commande
t
comparateur
intégrateur
compteur
t
N2 impulsions
t
CAN double rampe
• E = Eref N2 /N1
• La rampe ascendante est à durée fixe (donc
N1 fixe)
• La seconde rampe est à pente fixe ( mais a
durée N2 variable)
• Inconvénients communs: temps de
numérisation !
• Et …temps de conversion variable avec E
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CAN parallèle
Vref
Ve
Codage sur n bits
avec m = 2n -1 comparateurs
3R/2
R
Cp1
D1
Cp2
décodeur
Dn
R
R/2
Cpm
Niveau haut si VCp > Ve
CAN flash ou parallèle
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Minimalisation de l’erreur de décalage
CNA : résolution
• Le convertisseur numérique-analogique
transforme une valeur numérique exprimée par un
mot de n bits, en un signal analogique. La
résolution d'un C.N.A. est définie par la plus petite
variation qui se répercute sur la sortie analogique à
la suite d'un changement de l'entrée numérique. La
résolution est toujours égale au poids du bit le plus
faible, et on l'appelle pas de progression.
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CNA
• si le mot de n bits est signé, la tension (ou
courant) de sortie est une grandeur
algébrique = convertisseur bipolaire
• si le mot de n bits est non signé, on a un
convertisseur unipolaire
CNA à résistances pondérées
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CNA à réseau R-2R
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Variante du R-2R
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