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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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Produits intégrant des CAN ou des CNA3. Technologies des CAN et des CNA
Le marché de la conversion de données s'est beaucoup développé ces dernières années. Les exigences des convertisseurs, tant au niveau des performances que des coûts ou de l'encombrement, ont amené les industriels et les universitaires à étudier de nouvelles architectures et des technologies spécifiques. Les CAN/CNA sont aujourd'hui réalisés sur une seule puce (technologie monolithique). Ils bénéficient des avantages d'une intégration poussée, c'est-à-dire d'une augmentation de la densité et de la vitesse, et d'une consommation moindre. Aujourd'hui, beaucoup de CAN/CNA sont de véritables systèmes qui comprennent à peu près tout ce qui est analogique (multiplexeurs, échantillonneurs-bloqueurs, etc.), mais également du numérique avec du traitement de signal (correction d'erreur, moyennage, calibrage, interface de programmation). Ils utilisent souvent une tension d'alimentation unique de 3,3 à 1,8 V.
Certains circuits gardent des tensions plus élevées pour accepter des signaux analogiques de 5, 10 et ± 10 V qui sont très utilisé dans le monde industriel.
Les boîtiers sont, comme pour tous les composants, de plus en plus petits et montés en surface. Les tailles vont du SOT23-6 ; SC70-xx LLP6 pour les plus simples, avec évidemment une interface série, à des LQFP avec une centaine de broches et des pas entre broches de 0,8 à 0,4 mm.
Sur les produits ayant des entrées multiplexées, les BGA (Ball Grid Array) sont présents avec par exemple un « 160-lead chip scale ball grid array (12x12x1,4mm) 0.8pitch », et des interfaces parallèles rapides de type LVDS. Les boîtiers type CSP (Chip Size Package) et contacts type leadless ou BGA permettent une intégration maximale dans le boîtier en diminuant le ratio surface de puce/surface de boîtier.
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Technologie monolithique
À peu près toutes les technologies monolithiques sont utilisables pour faire des convertisseurs : CMOS, BiCMOS et bipolaire. Pour les convertisseurs, la technologie monolithique représente la totalité des produits.
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Process CMOS
Le CMOS (MOS complémentaire) offre la consommation la plus basse et le meilleur coût en bénéficiant des investissements énormes faits dans cette technologie pour développer les circuits numériques. Tous les convertisseurs destinés à une large diffusion et/ou qui ne requièrent pas la vitesse la plus élevée sont réalisés...
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