CNA

RT 04-11-04 CNA.doc - 1 -
Conversion numérique
analogique
1 PRESENTATION FONCTIONNELLE ................................................................................................................................. 2
2 DIFFERENTS MODES DE CONVERSION ......................................................................................................................... 2
2.1 CONVERSION UNIPOLAIRE (VS DE SIGNE CONSTANT) ............................................................................................................ 2
2.1.1 binaire direct (straignht binary) ................................................................................................................................... 2
2.2 CONVERSION BIPOLAIRE (VS POSITIF OU NEGATIF) ............................................................................................................... 2
2.2.1 binaire décalé (offset binary) ........................................................................................................................................ 2
2.2.2 complément à deux (two's complement) ........................................................................................................................ 2
3 PRINCIPALES CARACTERISTIQUES D'UN CNA REEL (EXEMPLE: AD7520) ........................................................ 3
3.1 RESOLUTION ......................................................................................................................................................................... 3
3.2 QUANTUM............................................................................................................................................................................. 3
3.3 ERREUR DE LINEARITE: ......................................................................................................................................................... 3
3.4 NIVEAUX SUR LES ENTREES LOGIQUES.................................................................................................................................. 3
4 ETUDE D' EXEMPLE ............................................................................................................................................................. 3
4.1 CIRCUIT AD7520(VOIR DOC. AD7520) ................................................................................................................................ 3
4.2 BAC 1998 (MONITEUR D'HEMODIALYSE) ............................................................................................................................... 4
4.3 BAC 1997 (ROBOT NUMERIQUE)............................................................................................................................................ 6
4.4 BAC 1990 (ROBOT ACMA), EXTRAITS.................................................................................................................................. 8
5 FONCTIONNEMENT INTERNE (RESEAU R-2R) .......................................................................................................... 10
5.1 RESEAU R-2R ..................................................................................................................................................................... 10
5.2 ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT AD7520 (MODE UNIPOLAIRE) ........................................................................... 10
5.3 ETUDE DU FONCTIONNEMENT DU CIRCUIT AD7520 (MODE BIPOLAIRE) VOIR DOC. AD7520 ............................................. 11

RT 04-11-04 CNA.doc - 2 -
1 Présentation fonctionnelle
Vs=Kn + VS0
avec K et VS0: constantes
2 Différents modes de conversion
2.1 conversion unipolaire (Vs de signe constant)
2.1.1 binaire direct (straignht binary)
n
Vs
Vs=Kn
00…0
11…1
0
V+ (pleine échelle)
2.2 conversion bipolaire (Vs positif ou négatif)
2.2.1 binaire décalé (offset binary)
n
Vs
Vs=Kn + V-
00…0
10…0
11…1
V- (negative full scale)
0
V+ (pos. full scale)
2.2.2 complément à deux (two's complement)
a) Nombres binaires signés
Pour représenter les nombres binaires signés, on adopte la notation en complément à deux: dans ce cas le bit de poids
fort est négatif:
exemples:
00001111 = -0x27 + 1x23+1x22+1x21+1x20= 8+4+2+1= +15
10000000 = -1x 27= -128
10001111 = -1x 27 + 1x23+1x22+1x21+1x20= -128+8+4+2+1= -112
b) remarques:
 pour les nombres écrits en complément à deux sauf (100…0), on peut écrire:
1 nn
 La notation en complément à deux permet de faire des addition en utilisant les mêmes règles que sur les
nombres non signés
exemple: ( +3) 011
+(-4) 100
=(-1) 111
n
MSB
LSB
CNA
Vs
n
Vs
n max
V+
n
Vs
n max
V+
V-

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 Lorsqu'il y a dépassement, on peut interpréter le résultat d'une addition , en considérant que l'ensemble des
nombres est bouclé.
exemple en formats 3 bits:
(+3) 011
+ (+2) 010
(-3) 101
c) CNA en mode complément à 2
n
Vs
Vs=Kn
(n: nombre signé)
10…0
00…0
01…1
V- (negative full scale)
0
V+ (pos. full scale)
3 Principales caractéristiques d'un CNA réel (exemple: AD7520)
3.1 Résolution
c'est le nombre de chiffres binaires (bits) du nombre d'entrée
exemple: la résolution du circuit AD7520JN est…
3.2 Quantum
C'est la variation de la tension en sortie correspondant à une variation de une unité (1LSB) du nombre en entrée
Remarque : le quantum = K
3.3 Erreur de linéarité:
pour un CNA réel: Vs=Kn+Vs0 +/- x%de la pleine échelle
x est l'erreur de linéarité
exemple : l'erreur de linéarité pour un AD7520JN est:
3.4 Niveaux sur les entrées logiques
exemple : déterminer pour un AD7520JN:
VIHmin= VILmax= IIH max= IILmax=
4 Etude d' exemple
4.1 Circuit AD7520(voir doc. AD7520)
On considère le montage ci contre:
a) Calculer les valeurs extrêmes du nombre en entrée n
b) Tracer l'allure de la caractéristique n Vout dans le cas ou
Vref est positif
c) Indiquer le mode de conversion
d) Exprimer Vout en fonction Vref et du nombre binaire n en entrée. Pourquoi la conversion est-elle
également appelée multiplication?
e) Exprimer Vout en fonction du nombre binaire n en entrée dans le cas ou Vref =10v en tenant compte de
l'erreur de linéarité(circuit AD7520JN)
f) Reprendre les questions précédentes pour le schéma de la figure9 (voir doc. AD7520)
n
Vs
n max
V+
V-
n max
+1
+2
+3
-4
0
-3
-2
-1

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4.2 Bac 1998 (moniteur d'hémodialyse)

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