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E-TSI_SAFI Cours de GE 2007/2008 Mr BENGMAIH 8 Figure 3: Approximations par dichotomie. a0 a0 a0 a0 Ex a2 a0 a1 Erf 7 2 1 0 3 4 6 5 - AOP + Squenceur logique H Figure 4: Exemple de CAN approximations successives. On retrouve le rseau de rsistances du convertisseur parallle de la figure 10, mais chaque nud de ce rseau est connect non pas un comparateur, mais un rseau de commutateurs de connection dont le point final est reli l'entre d'un comparateur; l'autre entre de ce comparateur est relie la tension mesurer Ex. Can et cna cours de piano. Chaque sortie logique du squenceur
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On a vu que la tension de sortie va varier " par bonds " quand le code binaire d'entre va changer. De ce fait, l'ampli de sortie va fonctionner en mode impulsionnel. La stabilisation de la tension de sortie n'est pas immdiate: elle peut tre du type premier ordre ou oscillatoire amortie (deuxime ordre et plus). Figure 4: Temps d'tablissement. Pour une variation du code numrique dentre, le temps d'tablissement cest le temps ncessaire pour que la tension de sortie atteigne la valeur finale avec une prcision donne%. Temps de conversion (CAN): Lorsqu'on numrise un signal, on envoie au CAN un ordre de conversion, et on rcupre la valeur binaire en sortie au terme d'un dlai appel temps de conversion. Chapitre 5 : convertisseurs Numérique-Analogique et Analogique-Numérique - Les Convertisseurs Analogiques Numériques (CAN). Prcision du convertisseur: Pour obtenir la prcision globale du convertisseur, il faut cumuler toutes les erreurs. En gnral, ces erreurs sont donnes soit en% de la pleine chelle, soit en fraction de quantum ( 1/2 LSB par exemple). II. CONVERSION NUMRIQUE / ANALOGIQUE: 1. CNA RSISTANCES PONDRES: Il est bas sur un amplificateur oprationnel mont en sommateur inverseur.
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La résolution est la plus petite variation en entrée correspond à un changement de code en sortie. q = Vref/(2 n - 1) où n est le nombre de bits du convertisseur N= int (Ve /q) Attention N entier (int = partie entière) Remarque: attention à ne pas confondre N qui est le nombre converti et n qui est le nombre de bits du convertisseur.
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E-TSI_SAFI Cours de GE 2007/2008 Mr BENGMAIH 4 Figure 5: Schma de principe d'un CNA rsistances pondres (4 bits). Nous appellerons a0 le LSB, a1 le bit suivant,..., et aN-1 le MSB d'un convertisseur N bits. Dans le cas de notre convertisseur 4 bits, la solution est: 3 2 1 03 2 1 0(2 2 2 2)32 rfs EV a a a a = + + + 3 2 1 03 2 1 0(2 2 2 2)8 rfs EV a a a a = + + + On peut calculer la rsolution (LSB) de ce convertisseur: c'est la variation de la tension de sortie lorsque l'entre numrique varie d'une unit, soit: 8rfELSB = Dans le cas gnral d'un convertisseur N bits, on aurait: 12 rf N ELSB = Avantages / inconvnients: L'avantage d'un tel montage est la simplicit.
Bien évidemment, le nombre binaire maximum correspond à la valeur pleine échelle. Le LSB correspond à une valeur analogique appelée le quantum qui définit la plus petite variation analogique possible. Un CNA est définit par sa résolution n (par exemple 12 bits); connaissant la sortie pleine échelle (10V par exemple) on peut alors calculer le quantum (q = 10/2n-1 dans notre exemple). De manière générale, la valeur de sortie (par exemple dans le cas d'une tension) est: Vs = Nq où N représente le nombre binaire à convertir avec q = Vmax/(2 n - 1) où n représente le nombre de bits Remarque: attention à ne pas confondre N qui est le nombre à convertir et n qui est le nombre de bits du convertisseur. 3- Conversion Analogique-Numérique (CAN ou ADC) Exemple: Soit un convertisseur analogique - numérique 3 bits. Ve peut varier de 0V à Vref. Cours can cna. Le convertisseur étant un 3 bits, en sortie il ne peut y avoir que 23 mots (N) différents. Compléter le tableau suivant pour Vref=5V Sa résolution: elle est donnée par la valeur du quantum « q ».
CONVERSION ANALOGIQUE / NUMRIQUE: 1. CAN PARALLLE: 9 16 rfV 13 16 rfV R R R R R R R/2 Vrf g f e d c b Ve a 3R/2 3 16 rfV 1 16 rfV 0 5 16 rfV 11 16 rfV 7 16 rfV Codeur binaire a b c d e f g N 1 1 1 1 1 1 1 111 1 1 1 1 1 1 0 110 1 1 1 1 1 0 0 101 1 1 1 1 0 0 0 100 1 1 1 0 0 0 0 011 1 1 0 0 0 0 0 010 1 0 0 0 0 0 0 001 0 0 0 0 0 0 0 000 Vrf 13/16 11/16 9/16 7/16 5/16 3/16 1/16 0 Figure 1: CAN parallle 3 bits. Les convertisseurs parallles (ou flash en Anglais), trs rapides, mais limits en prcision. Summary of Convertisseurs analogique/numérique et numérique/analogique. La tension mesurer est compare simultanment 2N-1 tensions de rfrence, N tant le nombre de bits du convertisseur. 0 est l'tat logique supplmentaire qui fait 2N tats au total pour un convertisseur N bits. E-TSI_SAFI Cours de GE 2007/2008 Mr BENGMAIH 7 Dans le principe, ce CAN pourrait tre relativement prcis. En pratique, on butte sur un inconvnient de taille: il faut 2N-1 comparateurs pour un convertisseur N bits, soit 63 comparateurs pour un 6 bits et 255 pour un 8 bits! Le procd devient donc vite limitatif.
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