CONVERTISSEURS AN et NA

CONVERSION ANALOGIQUE/NUMERIQUE

Etage d’Echantillonnage / Blocage : Schéma fonctionnel de l’échantillonnage : Schéma fonctionnel du blocage : ECHANTILLONNAGE/BLOCAGE

CONVERSION NUMERIQUE/ANALOGIQUE

Les convertisseurs AN – NA ont des caractéristiques spécifiques telles que : sa plage de conversion : on l’appelle aussi la Valeur Pleine Echelle PE et correspond à la différence entre les tensions maximale et minimale admissibles à l’entrée du CAN. CARACTERISTIQUES PE sa résolution : elle est définie par le nombre de bits n utilisés pour coder la valeur analogique. On la caractérise aussi par le quantum. son quantum : qui définit la plus petite différence de potentiel codable par le CAN. son temps de conversion : qui caractérise la rapidité du CAN. Il exprime le temps que met le convertisseur pour donner une valeur numérique du signal d’entrée. sa précision : elle caractérise l’erreur maximale entre la valeur lue et la valeur vraie. Elle tient compte des erreurs de décalage, de gain, de linéarité, etc…

Après échantillonnage et blocage, la phase de quantification commet une erreur entre le signal réel et le signal quantifié. Ces erreurs sont appelés bruit de quantification. Pour quantifier ces erreurs, on définit le rapport signal à bruit de quantification RSBQ exprimé par : Où :  S eff représente la valeur efficace du signal d’entrée;  B Qeff représente la valeur efficace du bruit de quantification. Il est parfois noté SNR dB ou (S/N) dB. BRUIT DE QUANTIFICATION

Exemple de bruit de quantification pour un signal sinusoïdal à numériser : Pour un signal analogique sinusoïdal d’expression, sa valeur efficace est S eff =A/√2. Si le pas de quantification est très faible (résolution importante = nombre de bits importants), on peut considérer que l’erreur de quantification a une allure linéaire par morceaux. BRUIT DE QUANTIFICATION ε(t) temps Δ 0 ∆ /2 -∆ /2 Te Calcul de la valeur efficace du bruit de quantification B Qeff :

FREQUENCE D’ECHANTILLONNAGE Fe = 24.f Fe = 12.f Fe = 6.f Fe = 3.f Fe = 2.f Fe = 1,5.f

FREQUENCE D’ECHANTILLONNAGE Fe > 100Hz Fe > 1000Hz Fe > 2000Hz Pour éviter les problèmes de repliement de spectre, il faut :  Respecter le théorème de Shannon : Choisir une fréquence d’échantillonnage Fe > 2.f max si Fe n’est pas imposée ! Exemple de fréquence d’échantillonnage : Musique : Bande de fréquence de la voix + instrument de musique = [20Hz ; 20000Hz], donc Fe = 44100Hz. Téléphonie fixe : Bande de fréquence de la voix = [100Hz ; 3000Hz], donc Fe = 8000Hz. F M = 50Hz F M = 1000Hz F M = 500Hz

FREQUENCE D’ECHANTILLONNAGE Pour éviter les problèmes de repliement de spectre, il faut :  Placer un filtre passe_bas antirepliement permettant de ne sélectionner que la bande utile du signal pour limiter le spectre dans la bande [0 ; +f max ] si Fe est imposée !