Conversion Analogique Numérique
Conversion analogique - numérique
Définition
Un convertisseur analogique - numérique transforme une grandeur physique (tension,
courant) en une valeur numérique
Généralement, il possède:
- une entrée " début de conversion " qui permet de démarrer la conversion (Start)
- une sortie " fin de conversion " qui indique que la conversion est terminée (End)
- une entrée analogique (courant ou tension)
- plusieurs sorties numériques, dont le nombre est fonction de la résolution
Il existe différentes technologies:
- rampe numérique
- rampe analogique
- approximations successives
- parallèle
Principe de fonctionnement d'un convertisseur à rampe analogique
Une impulsion " Start " remet à zéro le compteur et décharge le condensateur
Vs croît linéairement
Lorsque Vs > Vx, le comparateur bascule: la sortie " End " passe à zéro
Le compteur se bloque à la valeur numérique correspondant à la grandeur Vx
Ce type de convertisseur nécessite un étalonnage fréquent car les valeurs de R et C se
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Conversion Analogique Numérique
modifient au cours du temps (vieillissement des composants)
Principe d'un convertisseur à rampe numérique
L'impulsion " Start " (niveau haut) met à zéro le compteur et bloque la porte " ET "
La tension de sortie V' du C.N.A. est nulle
La sortie " End " est au niveau haut
Lorsque " Start " retrouve l'état bas, la porte " ET " est validée, le signal d'horloge arrive au
compteur qui s'incrémente et fait évoluer la sortie du C.N.A. par bonds successifs de la
valeur de la résolution
Quand V' > Vx, la sortie du comparateur passe au niveau bas (End) et bloque le compteur à
la valeur numérique représentant Vx
Principe d'un convertisseur par approximations successives
Ce type de C.A.N. a un temps de conversion beaucoup plus court
De plus la durée de la conversion est fixe, quelle que soit la valeur de la grandeur analogique
d'entrée
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Conversion Analogique Numérique
Un ordre de " Start " remet à zéro le compteur et autorise l'horloge par enclenchement de la
bascule RS
Le compteur s'incrémente sur chaque front actif de l'horloge
Dans l'exemple ci-dessous, Vx passe de 2v à 5v
La première ligne du tableau correspond à la conversion précédente
On suppose la "pleine échelle" égale à 7v
Vx Start Horloge EndValid Compt2exp0 Compt2exp1 Compt2exp2 Décodeur CNA2exp0 CNA2exp1 CNA2exp2 Vs Y Tampon2exp0 Tampon2exp1
2v 0
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inactive
5v 0
inactive
5v 1
inactive
5v 0
1 impul
5v 0
2 impul
5v 0
3 impul
5v 0
4 impul
5v 0
5 impul
5v 0
6 impul
5v 0
inactive
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
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0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
6
6
0
1
2
3
4
5
6
6
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
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0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
2v 1
2v 1
2v 1
0v 1
4v 1
6v 0
5v 1
5v 1
5v 1
5v 1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
Principe d'un convertisseur parallèle
C'est le plus rapide
Il contient un très grand nombre de circuits, ce qui explique son prix plus élevé
Il y a 2n-1 comparateurs, n étant le nombre de bits du convertisseur
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Dans l'exemple ci-dessous, il y a 7 comparateurs pour un convertisseur 3 bits
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Ve C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D2 D1 D0
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0
0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
0 0 1 1 1 1 1 0 1 0
0 0 0 1 1 1 1 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 0 0 0 1 1 1 0 1
0 0 0 0 0 0 1 1 1 0
0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
Ve
<
1v
1v<
Ve<
2v
2v<
Ve<
3v
3v<
Ve<
4v
4v<
Ve<
5v
5v<
Ve<
6v
6v<
Ve<
7v
Ve
>
7v
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