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  • Publié le : 12 décembre 2010
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Conversions analogique-numérique (CAN) et
numérique-analogique (CNA)

PRESENTATIONSignal analogique Dans les environnements technologiques, les informations représentent des grandeurs physiques variant continûment dans le temps : on dit que ce sont des signaux à temps continu

Signal numériquePour réduire la quantité d'informations à traiter, on décide de prélever l'information àintervalles réguliers (échantillonnage) et de la considérer constante entre deux prise d'échantillons (Blocage). La courbe représentative devient une courbe en escaliers, approximation du signal réel (chaque marche correspondant à une durée constante)

Chaque valeur d'amplitude est alors codée en numérique (par exemple, valeur entière codée sur 8 ou 16 bits, avec ou sans signe, valeur décimale codée ennombre flottant, codage BCD, …)
Une autre technique consiste à mesurer les valeurs par paliers d'amplitude constante. La valeur analogique 5,63 volts peut ainsi être considéré comme ''valeur comprise entre 5,600 et 5,699volts'' et être représenté par le code numérique représentant la ''marche'' 5,6 volts. La courbe représentative deviendra une autre courbe en escaliers, approximation du signalréel (chaque marche ayant une hauteur constante)
CAN et CNA L'évolution actuelle des systèmes de traitement des données numériques fait que la majorité des signaux sont maintenant numérisés puis traités par des algorithmes de calculs, amplifiés en puissance, puis restitués au final en valeur analogique (ou réputée comme telle).
Cela nécessite deux fonctions de conversion:
la conversionanalogique/numérique (CAN) lors de l'acquisition du signal
la conversion numérique/analogique (CNA) lors de la restitution
Les abréviations anglo-saxonnes correspondantes sont ADC (Analog to Digital Converter) et DAC (Digital to Analog Converter)
Un processus complet peut alors se représenter de la façon suivante:

CONVERSION NUMERIQUE-ANALOGIQUE (CNA)Présentation du CNA Un convertisseurnumérique-analogique est chargé de transformer le code numérique représentant un nombre N en une tension Vs proportionnelle à ce nombre.
Par exemple pour N=1101(2), on peut faire correspondre Vs = 13v
Caractéristiques Parmi la multitude de paramètres définis autour d’un CNA, on ne retient que les caractéristiques essentielles nécessaires au choix du composant.
Caractéristique de transfert C’est lareprésentation graphique de la loi liant Vs à N : On distingue deux types de convertisseurs suivant le signe de Vs :
• Unipolaire quand 0 < Vs < Vmax
• Bipolaire quand –Vmin < Vs < +Vmax


excursion (accuracy en anglais) C’est la différence E entre les valeurs extrêmes de la tension de sortie vs.
Résolution et taille (en bits) La résolution est toujours de 1 LSBpuisque c’est le plus petit incrément possible en entrée. C’est pourquoi on préfère plutôt parler du nombre n de bits (taille) du convertisseur.
quantum q C’est l’incrément théorique de la tension de sortie correspondant à un écart de ± 1 LSB (Least significant bit) en entrée.

(n bits donnent 2n valeurs possibles, donc 2n-1 intervalles ou ''marches'')

Tension de décalage (ou offset) C'est latension de sortie e (erreur d’offset) obtenue pour une valeur numérique d'entrée nulle. Cette valeur devrait être nulle, mais les convertisseurs ne sont pas parfaits.
Erreur de gain L'erreur de gain ∆G est l’écart mesuré entre la pente de la caractéristique théorique idéale G0 et la pente de la caractéristique réelle G
La tension de sortie s’écrit alors : Vs = K . q . n avec K=1+∆GErreur de linéarité Les sommets de la caractéristique sont en fait joints par une courbe qui traduit la non linéarité. Le maximum des écarts entre la caractéristique réelle et la caractéristique théorique est l’erreur de linéarité. Elle est souvent ramenée en pourcentage à l’excursion E :

MonotonicitéCette propriété traduit l'augmentation de la sortie lorsque l’entrée augmente, mais elle...
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