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Auteur(s)
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Claude Prévot : Responsable des produits de conversions analogique-numérique et numérique-analogique à Thales Corporate Service
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Lire l’articleINTRODUCTION
Se marché et les applications à fort volume et faible coût ont permis et obligé l'industrie à développer, pour chaque application, le meilleur produit possible. Au fur et à mesure de l'amélioration des technologies, du développement du marché, les solutions évoluent et les produits sont en général de plus en plus intégrés. Par exemple, on peut voir les modems xDSL qui passent d'une carte complète avec de multiples composants de différentes familles à un seul composant en quelques années et ajoutent un grand nombre de fonctionnalités : l'accès à l'Internet à haut débit, la téléphonie fixe (voix sur IP) et la télévision (par ADSL) (cette offre est souvent appelée « triple play »). Il en est de même pour le téléphone portable qui voit sa réalisation en un seul composant et ajoute des services tels que télévision, messagerie électronique (« mail »)...
Les principaux critères à satisfaire pour suivre le marché, offrir de nouveaux services et assurer la baisse des coûts sont : vitesse, consommation, précision, taille, intégration. Dans les produits complexes, on retrouve, presque toujours, les interfaces avec le monde extérieur en analogique. Les signaux d'entrée viennent en général des capteurs et les signaux de sortie vont, en général, vers les actionneurs. Les convertisseurs AN sont le plus souvent associés aux capteurs et les NA aux actionneurs.
Cet article est une mise à jour du précédent article écrit en 2004 et la suite des articles [E370] et [E371].
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- Version archivée 1 de févr. 2004 par Claude PRÉVOT
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2. État de l'art des CAN et CNA
2.1 État de l'art des CAN sur le marché
Les techniques de CAN se sont développées en fonction des exigences et des besoins du marché.
Les architectures et les technologies ont été choisies selon les fréquences et résolutions cherchées.
De plus, chaque fabricant a ses contraintes propres, par exemple produire avec son process, intégrer le convertisseur dans un circuit numérique ou un circuit mixte (cf. figure 2).
En particulier, les architectures ont été développées et adaptées pour pouvoir utiliser la technologie CMOS qui domine le marché, profitant ainsi des énormes investissements faits sur cette technologie (cf. tableaux 1 et 2).
En résumant et simplifiant le tableau 2 :
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Les solutions grandes linéarités haute résolution au-delà de 16 à 18 bits tendent à privilégier les architectures Sigma-Delta, qui de plus peuvent donner de grandes performances sur un process silicium numérique. C'est le domaine de la mesure, pesage, comptage et audio avec des résolutions affichées de 20 à 24 bits.
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Le domaine intermédiaire 16 à 18 bits de quelques kilohertz à quelques mégahertz (10 MHz) est dominé par les SAR qui du fait des améliorations de la précision obtenues par les process récents CMOS, sont en pleine progression. Les basses résolutions 8 et 10 bits sont délaissées et les fabricants offrent peu de nouveaux produits (les produits existants couvrent les besoins).
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De quelques dizaines de mégahertz à quelques centaines de mégahertz et de 10 à 16 bits, les pipelines dominent avec, par exemple, une rupture dans les architectures faite par la société Kenet (celle-ci a été rachetée par la société Intersil en fin 2008), qui fait travailler son convertisseur dans le domaine des charges et utilise un process CMOS très fin fourni par un fondeur externe.
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Au-delà de 1 GHz, les convertisseurs « folding » ont récemment affirmé leur supériorité sur les « flash » avec National Semiconductor porté par un process CMOS 0,180 µm.
On trouve des flash ou des SAR à l'intérieur des pipelines sur les différents étages ou même dans des Sigma-Delta...
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