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
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
- 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
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 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
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
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
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
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Start
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Horloge
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EndValid
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Compt2exp0
|
Compt2exp1
|
Compt2exp2
|
Décodeur
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CNA2exp0
|
CNA2exp1
|
CNA2exp2
|
Vs
|
Y
|
Tampon2exp0
|
Tampon2exp1
|
Tampon2exp2
|
2v
|
0
|
inactive
|
1
|
1
|
1
|
0
|
6
|
0
|
1
|
0
|
2v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
|
inactive
|
1
|
1
|
1
|
0
|
6
|
0
|
1
|
0
|
2v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
1
|
inactive
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
2v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
|
1 impul
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
|
2 impul
|
0
|
0
|
1
|
0
|
2
|
1
|
0
|
0
|
4v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
|
3 impul
|
0
|
0
|
1
|
1
|
3
|
1
|
1
|
0
|
6v
|
0
|
0
|
1
|
0
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5v
|
0
|
4 impul
|
0
|
1
|
0
|
0
|
4
|
1
|
0
|
1
|
5v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
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5 impul
|
0
|
1
|
0
|
1
|
5
|
1
|
0
|
1
|
5v
|
1
|
0
|
1
|
0
|
5v
|
0
|
6 impul
|
1
|
1
|
1
|
0
|
6
|
1
|
0
|
1
|
5v
|
1
|
1
|
0
|
1
|
5v
|
0
|
inactive
|
1
|
1
|
1
|
0
|
6
|
1
|
0
|
1
|
5v
|
1
|
1
|
0
|
1
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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
Dans l'exemple ci-dessous, il y a 7 comparateurs pour un convertisseur 3 bits
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