Conversion analogique numérique 1. Principe L’usage des circuits de conversion analogique numérique nécessite une tension de référence Il existe plusieurs types de convertisseur, ici nous allons nous intéresser uniquement à deux convertisseurs 2. Convertisseur simple rampe Schéma fonctionnel 3. Etape de numérisation d’une tension continue On suppose que la tension d’entrée est continue. On reconnaît ici la structure d’un comparateur inverseur (amplificateur opérationnel, sans réaction) Au repos le comparateur est à l’état haut, la tension en R est nulle. En S2, on retrouve le signal d’horloge, mais comme aucune conversion n’est demandée alors le compteur ne compte pas. A l’instant t, une tension analogique de 3v, est présentée à l’entrée du comparateur, rien ne se passe car aucun signal de commande n’est donné au bloc de logique de commande. A l’instant t1, le bloc de logique de commande, reçoit les instructions pour la conversion, et donc, donne l’ordre de génération d’une rampe (charge d’un condensateur à courant constant) démarrant de 0 et allant jusqu'à Vref (tension de référence). La sortie du comparateur S1, est à VDD, et donc le signal d’horloge va permettre d’incrémenter le compteur de 0 à n, car la aussi le bloc de commande à validé le fonctionnement du compteur. A l’instant t2, la rampe atteint les 3v, la sortie du comparateur passe à l’état bas, ce qui cause un arrêt du compteur (il n’y a plus d’horloge), la rampe se termine jusqu’à Vref, et le mot binaire du compteur et proportionnel à la tension d’entrée. Une fois la lecture du mot binaire effectué par un autre composant, (registre, PIA, µC, µP, RAM …) une commande sur le bloc de logique de commande permettra de désactiver le circuit et de remettre la tension de rampe à 0v. 4. Etape de numérisation d’une tension variable dans le temps Il faut savoir que le système d’écrit ci-dessus, n’est valable que pour une conversion de tension continue, de plus la conversion nécessite un temps non négligeable (même s’il s’agit de 1µs) Pour numériser une tension variable, on va utiliser un échantillonneur bloqueur, qui sur commande va recopier sur sa sortie la valeur de la tension d’entrée à cet instant (il s’agit d’une tension continu), la suite est simple, cette tension continue est convertit un mot binaire est générer, et donc un circuit mémoire ou autre stockera cette information, une fois la conversion finie, l’ échantillonneur bloqueur, prendra à un instant suivant, l’image de la tension à cet instant, et on refait la conversion. Il est évident que plus la fréquence du signal d’entrée est grande, plus la précision des résultats obtenus et faible en effet même si on croit le temps d’échantillonner la tension et de la convertir prend du temps. 5. Quantum Expression du quantum, pour un convertisseur dont les fils de sortie sont au nombre de 8, et une tension de référence de 15v on a : q= tension de réference 15 15 = 8 = = 0.058 2nombre de fils 2 256 6. Un circuit intégré spécialiser dans la conversion CAN : ADC 0808 et ADC 0809 On trouve désormais des microcontrôleurs qui disposent également d’un circuit de conversion déjà intégré, on a juste à écrire dans le programme à quel moment la tension d’entrée sur une des broches de ce circuit devra être converti. Pour les échantillonneurs bloqueurs voici quelque référence : LF198, LF298, LF398