Etude des différents systèmes de conversion numériques
Jacques LECOQ Laboratoire de physique corpusculaire de Clermont-Ferrand 1
Etude des différents systèmes
de
conversion numériques-
analogiques
et analogiques-numériques
INSTITUT NATIONAL DE PHYSIQUE NUCLEAIRE
ET DE PHYSIQUE DES PARTICULES
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Etude simple et systématique
Meilleure vue d’ensemble des convertisseurs
Evaluation des différents types de
conversion
Comparaison objective des performances
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Introduction spécifications
Les convertisseurs numériques analogiques
Les différents types- avantages et inconvénients
Les convertisseurs analogiques numériques
Les différents types- avantages et inconvénients
Les ADC rapides
Les ADC de grande précision
Mise en œuvre des convertisseurs
Les Eléments clé des convertisseurs
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Spécifications des convertisseurs
Les signaux digitaux utilisés (entrée pour les DAC, sortie pour les ADC):
•Niveaux logiques (TTL 0.4-2.4, CMOS 0-VCC, ECL -0.8, -1.6 LVDS 0.95-1.3.
•Série ou parallèle.
Nombre signe+ampl 2’s Bin+off 1’s gray 2’s
+7 0111 0111 1111 0111 0100
+6 0110 0110 1110 0110 0101
+5 0101 0101 1101 0101 0111
+4 0100 0100 1100 0100 0110
+3 0011 0011 1011 0011 0010
+2 0010 0010 1010 0010 0011
+1 0001 0001 1001 0001 0001
+0 0000 0000 1000 0000 0000
-0 1000 (0000) (1000) 1111 (0000)
-1 1001 1111 0111 1110 1000
-2 1010 1110 0110 1101 1001
-3 1011 1101 0101 1100 1011
-4 1100 1100 0100 1011 1010
-5 1101 1011 0011 1010 1110
-6 1110 1010 0010 1001 1111
-7 1111 1001 0001 1000 1101
-8 1000 0000 1100
Les codes digitaux peuvent être:
•En binaire pure (difficulté pour le bipolaire)
•En complément à 2
•En complément à 1
•En excès à … (ajout d’un offset au binaire)
•En Signe + Amplitude
•En code gray complémenté a 2.
Remarque:
Seul les codes signe et amplitude évitent un
Gros changement de bits au passage par 0.
Le code gray complémenté à 2 est le
Meilleur au point de vue des transitoires.
Il est cependant très peu utilisé.
Le binaire, le 2’s et le signe+amplitude
sont les codes les plus utilisés.
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Spécifications statiques des
convertisseurs
Précision:
La précision absolue d’un ADC (DAC) est égal au rapport de son plus petit signal par rapport à son
Signal pleine échelle. Cette précision repose en général sur la qualité de sa référence, qui doit être
assez bonne pour respecter la précision du convertisseur (0.5 LSB) en général.
La précision relative est la déviation du signal de sotie par rapport à la droite 0-pleine échelle.
Cette précision a’appelle « non linéarité intégrale » (INL) ou linéarité.
Elle peut être exprimée en LSB ou en %.
(Faire attention à la définition de la droite et à la définition du % !!!)
La non linéarité différentielle est la différence entre deux valeurs adjacentes et la valeur théorique
Correspondant à un LSB.
Monotonicité et codes manquants
Offset : Valeur de la sortie pour une entrée à 0
Remarques:
Monotonicité implique pas de codes manquants
INL < 0.5 LSB implique monotonicité
Mais monotonicité n’implique pas INL < 0.5 LSB.
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