Convertisseur numérique-analogique

Un Convertisseur Numérique-Analogique est un composant électronique dont la fonction est de générer à partir d'une valeur numérique une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique codée.

Catégories :

Composant actif - Composant électronique

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Définitions :

Dispositif qui convertit un signal numérique (une série de nombres ou d'autres caractères) en une forme analogique équivalente (une... (source : eutelsat)

Un Convertisseur Numérique-Analogique (CNA, DAC pour Digital to Analog Converter) est un composant électronique dont la fonction est de générer à partir d'une valeur numérique (codée sur plusieurs bits) une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique codée. Le plus fréquemment il s'agira de tensions électriques.

Il existe plusieurs solutions pour générer un signal analogique à partir d'un dispositif numérique.

MLI (modulation de largeur d'impulsion)

Le principe de la modulation de largeur d'impulsion est de générer un signal d'horloge dont le rapport cyclique est variable (rapport de la durée du signal au temps haut pendant une période sur la période).

Si on extrait la moyenne de ce signal (au moyen d'un filtre passe-bas), on obtient une valeur analogique proportionnelle à ce rapport cyclique.

Réseau de résistances

Le principe est de générer une valeur analogique en pondérant le poids de chaque bit d'information. Diverses méthodes existent :

Principe général: $V_{out} = k * V_{ref} * \sum_{i=1}ˆn \left ( 2ˆ{n-i}*a_{n-i} \right )$

$V r e f =$ maximum de la conversion

$k =$ rapport de proportionnalité

$n =$ nombre de bits du convertisseur

$a n =$ valeur du bit n (1 ou 0)

Le réseau unaire: le nombre de résistances associées à un bit correspond au poids de chaque bit ( $2 n - i$ résistances pour coder le bit $a n - i$ ). Cette méthode assure la monoticité de la valeur du signal mais requiert un nombre important de résistances (et interrupteurs).
Le réseau binaire: chaque résistance correspond au poids de chaque bit. Cette méthode requiert un grande précision sur la valeur des résistances des bits MSB
Le réseau R-2R: on réalise une échelle avec un faible nombre de valeurs de résistances. Cette méthode est plus adaptée à la fabrication sur silicium.

On peut aussi associer les méthodes afin d'augmenter la précision sans demander des ressources trop importantes. Il faut pour cela coder les bits de poids fort en unaire et les bits de poids faible en binaire.

Fabricants de convertisseurs

C cube ()
Wolfson (WM8740)
Analog Devices ()
Philips (TriMedia)
Conexant ()

Burr-Brown (PCM1704U-K)
Cirrus Logic ( (en) Delta-Sigma A/D Converters CSxxx)
Crystal
Texas Instruments (PCM1794)
C-Media (CMI8768/PCI)
Sigmatel (ST9460)

Les modulations

Audio

PDM (Pulse Density Modulation)
PWM (Pulse Width Modulation)
delta-sigma

delta
Nyquist
DFT (Discrete Fourier Transform)
FFT (Fast Fourier Transform)

Vidéo

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
SK Shift Keying (BP, QP, F, P phase)
QAM (16, 32, 64)
FOK
Wolfson Micrœlectronics

Voir aussi

Quantification
RAMDAC, convertisseur numérique-analogique pour la vidéo
Convertisseur analogique-numérique, la fonction inverse
Conversion numérique analogique Animation

Recherche sur Amazone (livres) :

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