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Conversion Numérique-Analogique
-
La conversion NA et AN
Ou sont utilisés les CAN et les CNA
Grandeuranalogique
Convert.A/N
Grandeursnumériques
Traitement
numérique de
l'information
Exploitationen
"numérique"
Conv.N/A
Préactionneurs,Indicateurs
analogiques
-
Conversion NA
Exemple de convertisseur 4 bits
CNA4 bits
22
22
0
1
2
3
Sort ieanalogique
Vs
a
bc
d
Vref
Cbs (a,b,c,d)
Vref
O1
23
45
67
8
910
1112
1314
15Vs
valeur à pleine échelle
-
Spécification des CNA
Résolution
2 1nValeur à pleineéchelle
Résolution
Soit un CNA 12 bits, VPE=10Volts, donner sa résolution en mV
-
Spécification des CNA
Précision Elle est définie de différentes façons.
Les deux paramètres les plus courants sont l'erreur à pleine
échelle et l'erreur de linéarité. Erreur de pleine échelle : écart
maximal entre la
sortie du CNA et sa valeur anticipée idéale.
Erreur de linéarité : erreur de progression maximale entre le
pas de progression réel et le pas de progression idéal.
-
Exemple de CNA CNA à résistances pondérées
-
+
+10V
-10V
0
1
2
2
2
2Vs
4K
2K
1K
R
(0 ou 10V)
(0 ou 10V)
(0 ou 10V)
Principe
réalisation
-
+V s
Vref
R 2R 4R 8R
R1
• Déterminer Vs(Fki) (on
désignera le commutateur
K0 de façon à ce qu'il
corresponde à 20
Ki
-
CNA à résistances pondérées
Généralisation
-
+
Vre f
R 2R 4R 8R
-
+
R 2R 4R 8R
R 1
-
+
R 2R 4R 8R
R 1
-
+
R 3
Vs
R 1
R2 R4 R5
Convertisseur NA 12 bits à échelle pondérée
Déterminer R4 et R5 par
rapport à R2
-
Principe du réseau R-2R
R R 2R
2R 2R 2R
K0K1K11
Vref
M
R
2R
K2
Vref
RR/2
R
R RR/2 R/2
R
b0 b1 b2 bn-1
P0 P1 P2 Pn-1
Vs
Pn-1
Plusieurs formes possibles
Voir TD
-
Conversion AN
Architecture générale
capteuranalogique
capteuranalogique
°°°°°
°°
° ° ° ° ° ° °
Circuit de conmande
Echantilonneur
Sorties numériques
ConvertisseurA/N
-
Conversion AN
Multiplexeur analogique
E1S
E1
E1
E1
C0
C1
C2
C3
Sélection de la voie
Sortie analogiquemultiplexée
-
Conversion AN
Echantillonneur
Entrée
analogique
Commande
d'echantilonnage
C
Mémorisation
uc
-
Types de convertisseurs
CAN simple rampe ou à intégration : principe
-
+Vref
RC
Vs
On compare Vs(t) à la tension de mesure Vm. On substitue ainsi
la notion de
tension celle du temps (t1-t0).
Il suffit de compter pendant ce temps des impulsions dont le
nombre est
proportionnel à la tension à mesurer.
-
Types de convertisseurs
CAN simple rampe ou à intégration : réalisation
-
+
°°°°°°°°
Comptage
Horloge
Déclenchement
de la mesure
A
C
&
Ve
Raz
n
B
-Vref
VmVB
VA
VC
t1t0Raz
n = Fh . (t1 - t0)
-
CAN double rampe
La logique de commande ouvre T1. L'intégrateur intègre Ve=Vm
durant un temps T.
La logique de commande ouvre T2. L'intégrateur intègre Vref de
signe opposé à Vm jusqu'à v(-)=0.
Intégrateur
Ve
Vref
T1
T2
+
-Comparateur
Logique de
commande etde comptage
Vi
-
CAN double rampe (suite)
Vi = K.Ve.(t1-t0)= K.Ve.T
T=t1-t0 est imposé par la commande
A l'instant t1 on commute Vref=-Vref.
Comme Vref la pente change de
signe est devient négative.
0 = -K.Vref.(t2-t1) + Vi
Vi = K.Vref.(t2-t1) = K.Vref.T'
K.Ve.T = K.Vref.T'
Ve = Vref.T'/T
La précision est indépendante de la
précision de l'intégrateur.
Vi
t
t2t1t0
T
-
CAN à approximations successives
Séquenceur
Commande des
commutateurs
analogiques
Réseau R/2R
Interface bus
H
CdC
FdC
D0 D7 L Ad
S0
S11
E0
E11
C0 C11
k0
k11
-
+
-+
R'
E
d
Vref
S
Vs
VrefClr EClr
0v+Vcc -Vcc
20
211
+Vm
I7.........................................I0
Multiplexeur analogique
N° Voie
f
-
CAN flash
En fonction de la valeur appliquée sur Ve, les comparateurs
basculent. Les sorties sont appliquées sur un encodeur.
Le nombre de comparateurs est important : 2n-1, n étant le
nombre de bits du
comparateur.
-
+
-+
-
+
Vref
Enco-deur
Ve
D0
Dn-1
R
R
R
R
