(2,96875V ≤ Ve ≤ 3,28125V). e V = ⋅ Conversion analogique-numérique. , où n est le nombre de bits du convertisseur) : r r . {\displaystyle {\Delta V_{ref} \over V_{ref}}\leq {1 \over 2}{{V_{ref} \over 2^{n}} \over V_{ref}}\Leftrightarrow {\Delta V_{ref} \over V_{ref}}\leq {1 \over 2^{n+1}}} - Précision: on distingue deux types d'erreurs: Ce type de convertisseur est basé sur le principe du suréchantillonnage d'un signal d'entrée. On crée donc un système asservi (la sortie du comparateur est soustraite à l'entrée) qui fait osciller la valeur de l'intégrale du signal à convertir autour d'une valeur de référence (le résultat de la conversion). {\displaystyle 2^{n}} {\displaystyle 2^{n}-1} + Cliquez sur l’image pour accéder à l’animation. 2 125 Les technologies Sigma-Delta ont quasi totalement remplacé les technologies à simple ou double rampe. l 5 e Les convertisseurs à pesées successives sont les convertisseurs analogiques numériques les plus rependus, on retrouve généralement un ou plusieurs convertisseurs de ce type dans chaque microcontrôleur. V On soustrait à la tension Ve la tension Vc (issue du comparateur) pour produire la tension Va. (DELTA), On intègre Va pour produire la tension Vb (Vb = Vb + Va) (SIGMA), On compare Vb à 0V pour produire une tension Vc qui vaut soit Vref (1 logique) soit 0V (0 logique). 2 r ⋅ 002929 e V T f 1 2 Le temps entre deux mesures consécutives est la période d’échantillonnage , son inverse est la fréquence d’échantillonnage . n 2 n avec une imprécision de mesure de Vidéo de physique pour Terminales S sur la conversion analogique-numérique. Le SAR positionne son bit de poids fort à 1. 10 Le CNA reçoit alors le code binaire 1001 qui se traduit par une tension. , Le processus de conversion repose sur la quantification d'un signal c'est à dire par son appariement au niveau quantifié le plus proche (que l'on pourrait rapprocher du phénomène de l'arrondi pour les nombres à virgule). v e CONVERSION ANALOGIQUE NUMÉRIQUE ET NUMÉRIQUE ANALOGIQUE ERREUR DE QUANTIFICATION : La conversion analogique-numérique ne se fait pas sans pertes, l'ERREUR SYSTÉMATIQUE de QUANTIFICATION est en général +/- (1 LSB) ou +/- (½ LSB ). 2 r Il existe 2 versions de ces convertisseurs, une analogique et une numérique, toute deux non employée dans l'industrie. h e V Prenons l'exemple d'une conversion d'une tension de 3V avec une tension de référence de 5V. V comparateurs au signal à convertir. . Ve étant plus petit que V, la sortie du comparateur entre un niveau logique 0 dans le SAR. En mesurant la durée de l'impulsion (Tconv), on transforme un rapport de tension en un rapport de temps mesurable à l'aide d'un compteur : r n T {\displaystyle {T_{conv} \over T_{V_{ref}}}={V_{e} \over V_{ref}}} On dispose pour réaliser les conversions de plusieurs technologies de convertisseurs, chacune ayant des avantages et des inconvénients. g tensions obtenues aux bornes de chacune des résistances sont ensuite comparées dans On en tiendra compte dans la suite du calcul en prenant Vref = 4,6875V. {\displaystyle V_{mesure}=V_{ref}{615 \over {2^{10}}}=5V{615 \over 1024}=3,002929V} − La Conversion Analogique Numérique n’est pas instantanée. Le CNA reçoit alors le code binaire 1100 qui se traduit par une tension. 2 q Le résultat de la conversion s'obtient par la formule : r N {\displaystyle 2^{N}-1\;} ⋅ n La quantification d'un signal en dégrade sa richesse (il y a une perte d'information), c'est donc une transformation destructrice qui s’opère. f • Version avec 2 n intervalles • Version avec 2 n-1 intervalles: Principe du lecteur de CD (Mai 2015) La conversion analogique numérique peut donc être décomposée en étapes successives : 1/ On dispose du signal analogique original : c'est la variation de l'amplitude en fonction du temps. 1 615 V l = Lorsque la tension devient nulle, la valeur du compteur est le résultat de la conversion ; on annule enfin la tension aux bornes de la capacité par une série convergente de charges et de décharges (l'objectif étant de décharger totalement la capacité pour ne pas fausser la mesure suivante). i 1 Soit 1 + 1 + 0 + 1 + 0 + 1 + 1 + 0 + 1 + 0 + 1 + 1 + 0 + 1 + 0 + 1 = 10. o e Ils dérivent peu, dans le temps comme en température. u 2/ L' échantillonnage consiste à prélever des échantillons du son à intervalles de temps réguliers. Un ADC est décrit par trois caractéristiques : 1. un quatumqui est la valeur en tension d’un incrément de la valeur numérique, 2. l’étendue de mesurequi est la plage des tensions en entrée, 3. la résolutionqui décrit le nombre de valeurs que peut prendre l’ADC sur l’étendue de mesure. 2 La suite de codes obtenus est regroupée dans un fichier numérique. Conversion numérique - analogique. = n Δ Techole Convertisseur audio numérique vers analogique - 192 kHz - Convertisseur DAC en aluminium avec câble optique et coaxial - SPDIF Toslink vers analogique stéréo L/R et jack 3,5 mm - Adaptateur audio stéréo pour PS4, Xbox, HDTV, Blu Ray, DVD, casque Ce séquencement nécessite un échantillonneur-bloqueur et un registre par étage mais permet d'être plus rapide puisque plusieurs échantillons sont traités simultanément. Le temps de conversion initial est donc long puisqu'il faut r Outre les effets liés à l'utilisation d'un CNA (et traités précédemment) et la sensibilité à la tension Vref, le convertisseur a pesée successive ne souffre que des effets d'hystérésis du comparateur. n Ve étant plus grand que V, la sortie du comparateur entre un niveau logique 1 dans le SAR. V Patrick ABATI . , Le CNA reçoit alors le code binaire 1000 qui se traduit par une tension. T Cette image est donc quantifiée, c’est-à-dire qu’elle ne peut prendre qu’un ensemble limité de valeurs. = V , 16 n . V Convertisseur numérique analogique - Amplificateur casque intégré (jack 6,35 mm) 2 sorties numériques (optique/coaxiale) - 1 sortie analogique RCA plaqué or Prise Control (In/Out) - Mécanisme de lecture silencieux - Télécommande V Conversion analogique - numérique. e f - Résolution: elle est exprimée en % de la pleine échelle ou en nombre de bits e Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre. 2 2 e {\displaystyle N\;} 1 f Lorsque Va devient plus grand que Ve, le comptage s'arrête et la valeur Q sur la sortie est le résultat de la conversion. c Un ADC est un périphérique permettant de convertir une tension d'entrée en une valeur numérique. ⋅ V {\displaystyle Q=2^{n}{V_{e} \over V_{ref}}}. Son fonctionnement repose sur une comparaison entre une référence et le signal à convertir. H = comparateurs avec la tension à convertir, puis par utilisation d'une mémoire on traduit le code obtenu en une valeur sur n bits. avec plusieurs principes fondamentaux : réseau pondéré (R/2R et circuit Conversions numérique-analogique (CNA) et analogique-numérique (CAN) ... - Maintenir la valeur prélevée pendant une durée suffisante pour que le CAN puisse effectuer la conversion. n 2 T {\displaystyle T_{conversion}=(n+1)\cdot T_{horloge}} r Le principe de fonctionnement d'un convertisseur Delta-Sigma repose sur l'utilisation d'un décimateur dans un système en contre-réaction. = Cet article étudie les systèmes de conversion de données de l'analogique vers le numérique et vice versa. Il est difficile d'assurer une bonne linéarité de la conversion, car cela nécessite que toutes les résistances soient égales avec une précision d'autant plus grande qu'il y a un grand nombre de résistances. La dernière modification de cette page a été faite le 4 janvier 2021 à 23:29. {\displaystyle {\Delta Q \over Q}={{{2^{n}\cdot V_{e}} \over V_{ref}^{2}}\cdot \Delta V_{ref} \over {{2^{n}\cdot V_{e}} \over V_{ref}}}={\Delta V_{ref} \over V_{ref}}} 1024 ou Chaque flash pilote un convertisseur numérique-analogique dont la sortie est soustraite au signal analogique d'entrée. par exemple, si le contact a3 est fermé: a3 = 1, Application numérique  V 10 Δ N% = 0000 (a3, a2, a1, a0 ouverts) donc Vs = 0v 1 V n . r o Δ - Temps d'établissement: temps que met la sortie pour passer de 0 à la valeur " pleine échelle " (entre 50ns et 10µs), les convertisseurs à sortie " courant " étant généralement plus rapides que les convertisseurs à sortie " tension " V N% = 0001 (a0 fermé) donc Vs = -1v {\displaystyle 2^{n}-1} La conversion se déroule en trois étapes : Ces convertisseurs sont particulièrement lents (quelques dizaines de millisecondes par cycle, et parfois quelques centaines), et possèdent des résolutions souvent élevées (plus de 16 bits). e e e e 2 e Dans une haîne d’aquisition d’un signal, l’éhantillonneur loqueur est plaé en amont du AN. ≤ f T périodes pour que le décimateur dispose d'assez d'échantillons pour fournir une somme significative permettant la mesure, mais une fois cette première conversion réalisée, on peut obtenir un résultat à chaque période de l'horloge du décimateur. Le résultat de cette comparaison est alors réintroduit dans le SAR, qui va le prendre en compte, pour la suite du processus de dichotomie, jusqu'à complétion. La résolution analogique r est aussi appelée quantum q . n V De manière à limiter le nombre total de comparateurs, ces convertisseurs utilisent plusieurs étages flash de précision réduite (typiquement 3 ou 4 bits) chaînés. Un convertisseur analogique-numérique (CAN, parfois convertisseur A/N, ou en anglais ADC pour Analog to Digital Converter ou plus simplement A/D) est un dispositif électronique dont la fonction est de traduire une grandeur analogique en une valeur numérique codée sur plusieurs bits. g par Jean Luc Leloire . e Conversion Analogique Numérique – simulation, animation interactive. {\displaystyle V_{mesure}={10\cdot V_{ref} \over 16}} Un convertisseur numérique - analogique permet de traduire une information numérique (binaire) en une information analogique, c'est à dire en une grandeur physique (courant, tension...). 2 Les convertisseurs Sigma/Delta sont, par exemple, utilisés dans les lecteurs de CD dans le cas d'une conversion numérique-analogique. ⇔ r 16 e {\displaystyle F_{H}=2^{n}\cdot F_{e}} Numériser un signal analogique consiste à prélever quelques échantillons et à les coder en binaire. n ≤ 2) Conversion Analogique/Numérique 3) Conversion Numérique/Analogique 4) Conclusion / Bilan Tout au long de ce TP, des questions vous sont posées. 2 Le CNA reçoit alors le code binaire 1010 qui se traduit par une tension. La conversion d’un signal analogique en signal numérique correspond à 3 étapes : • Echantillonnage : la valeur du signal n’est mesurée que périodiquement. 2 e r {\displaystyle 2^{n}} La version analogique est relativement rapide mais très peu précise (en comparaison des autres convertisseurs utilisant des méthodes analogiques comme les convertisseurs à double rampes), là où la version numérique est précise mais lente (là encore en comparaison des autres convertisseurs utilisant des technologies numériques comme les convertisseurs à pesées successives).