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06/01/15

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CONVERTISSEURS CNA ET CAN (DAC ET ADC)

1 Introduction Les phénomènes physiques traités par l'électronique sont de nature analogique (continus). Des capteurs transforment cette grandeur physique en une grandeur électrique analogique aisée à obtenir mais difficile à exploiter car :  Le stockage et la mémorisation sont difficiles.  La modification de traitement est quasi impossible.  L'affichage ne peut se faire que par vumètre si l'on veut qu'il soit continu. Il est donc nécessaire de convertir ces données physiques en données numériques pour qu'elles puissent être traitées par le µP ou µC. Les résultats devront à leur tour être convertis de sorte qu'ils puissent commander les parties opératives ne fonctionnant pas en tout ou rien. Schéma fonctionnel d’une chaîne de traitement numérique

Capter Grandeur physique

Convertir

Grandeur analogique

Traiter

Grandeur numérique

Convertir

Grandeur numérique

Actionner

Grandeur analogique

Grandeur physique

2 Symboles et définitions

#/ 

/#

CAN CNA On appelle résolution r le nombre de bits du convertisseur. C'est donc le format du résultat de la conversion sortie du convertisseur pour le CAN.

Attention, la définition de la résolution est différente en physique appliquée.



On appelle quantum la tension q

U ref où r est la résolution définie ci-dessus. 2r

3 Principes Les principes de conversions n'étant pas nécessaires à l'utilisation des convertisseurs, ils seront pas étudiés en électronique mais en physique appliquée. Nous ne donnerons donc ici que les schémas de principe et les informations nécessaires à leur mise en œuvre. Il faudra tout de même se souvenir que du principe dépendent les performances du convertisseur, notamment pour ce qui est des temps de réponse.

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3.1 CAN Signal analogique

ADC

N proportionnel au signal analogique et à la tension de référence

Tension de référence Le mot en sortie du CAN est proportionnel à la tension à convertir et à la tension de référence. U N= x 2n (arrondit par défaut) où N est la valeur disponible en sortie du convertisseur, U la Uref tension à convertir, Uref la tension de référence et n le nombre de bits du mot en sortie. On exprime aussi N en fonction du quantum : N=U/q Notons qu'il existe pour ces convertisseurs une entrée de demande de conversion et une sortie de fin de conversion permettant de "prévenir" le demandeur que la conversion est terminée.

3.2 CNA N, mot de n bits

DAC

Signal analogique proportionnel à N et à la tension de référence

Tension de référence N .Uréf avec N=valeur à convertir et Nmax=valeur Nmax maximale qu'il est possible d'appliquer en entrée. Uout est alors égal à la pleine échelle.

La tension de sortie est de la forme : U out

Notons que la valeur maximale Nmax=2r-1 où r est la résolution. Le CAN est souvent associé à un ALI fonctionnant en linéaire.

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