Conversion analogique numérique
Il existe de nombreuses méthodes permettant d'obtenir une conversion analogique numérique. La plus classique étant celle qui procède à la conversion par approximation successive.
Le schéma de principe ci-dessus présente la composition d'un convertisseur analogique numérique (Analog Digital Converter) ou CAN (ADC).
Une horloge (clock) permet de cadencer les opérations de conversion. Le circuit de commande séquence les actions.
Principe de conversion
Supposons que la tension à convertir est 7,3V et la tension de référence est de 10V.
Le CNA interne est un convertisseur de 3 bits. Le quantum=1,25V
Etape 1
Lors du démarrage (front montant de clock), le MSB est mis à 1 (mot = %100) et Vc=4x1,25V=5V.
- Si Vx > VC, le circuit de commande laisse le MSB à 1.
- Si Vx < VC, le MSB est ramené au niveau logique 0.
Le comparateur restitue donc un "1".
Etape 2
Le MSB reste à "1" et le bit 2 passe également à "1" : %110
Vc=6x1,25=7,5V
Vc>Vx donc le bit 2 est remis à 0
Etape 3
Le LSB est mis à 1 : %101. Vc=5x1,25=6,25V
Vx>Vc donc la valeur reste inchangée.
La conversion est terminée.
On remarque que
- quelque soit la valeur à convertir, le temps est toujours le même.
- L'augmentation de la résolution (nombre de bits) augmente la précision mais aussi le temps de conversion.
- La conversion donne une valeur inférieure à la valeur réelle. Des améliorations de ces CAN permettent d'obtenir des valeurs plus proches
Relation de conversion
Pour un convertisseur de n bits, le mot de sortie est au maximum égal à 2n-1.
Si la tension de référence est Vr, la tension d'entrée maximale est Vr. Le quantum vaut donc q= Vr/(2n-1).
La relation de conversion est donc :
Mot binaire = Valeur entière [Ventrée.(2n-1)/Vr]
La courbe de conversion idéale (CAN 3 bits) :
Schéma bloc d'un AD670
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