Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Dans la plupart des cas, l'environnement d'un système électronique est composé de matériel à fonctionnement analogique. Or, les progrès réalisés en termes de coût, de possibilités et de consommation l'ont été dans le domaine du numérique. Des convertisseurs analogique-numérique (CAN) et des convertisseurs numérique-analogique (CNA) sont donc chargés d’assurer l’interface entre ce « monde extérieur » et le cœur numérique du matériel. Vitesse, consommation, précision, taille, intégration : autant de caractéristiques qui définissent les performances des convertisseurs produits sur le marché. Cet article présente ces caractéristiques, les différentes technologies ainsi que les évolutions du marché. Les critères de choix des CNA et des CAN sont également exposés, de manière à opter pour la technologie la plus adaptée à l'utilisation souhaitée.
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In most cases, the environment of an electronic system is composed of analogical devices. However, progress has been made in the digital field in terms of cost, possibilities and consumption. Analogue to digital converters (ADCs) and digital to analogue converters (DACs) ensure the interface between this "exterior world" and the digital core of the material. Speed, consumption, precision, size, integration: so many characteristics that define the performances of the converters that are to be found on the market. This article presents the characteristics, various technologies and evolutions of the market. The criteria of choice for the ADCs and the DACs are also presented, in order to assist in the choice of the most adapted technology to the desired use.
Auteur(s)
-
Claude Prévot : Responsable des produits de conversions analogique-numérique et numérique-analogique à Thales Corporate Service
INTRODUCTION
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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VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2004 par Claude PRÉVOT
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Utilisation des CAN et des CNA4. Produits intégrant des CAN ou des CNA
4.1 Domaines d'application
Les très grands progrès de l'intégration permettent de réaliser en un seul circuit monolithique un ensemble ou sous-ensemble fonctionnel.
L'intégration des étages de conversion est maintenant présente sur une vaste gamme de produits.
Les microprocesseurs, les microcontrôleurs et les DSP intègrent naturellement des interfaces, souvent multiplexées en AN et NA avec des performances telles qu'ils couvrent la plupart des applications usuelles de 8 à 12 bits voir 14 bits et des vitesses de quelques kHz à quelques MHz. On trouve aussi des produits très simples tels que les capteurs de température, qui peuvent alors transférer les mesures en numérique et aussi devenir calibrables, programmables...
Les performances des CAN ou CNA présents dans les produits très intégrés du domaine « consumer » ne sont pas détaillées, au mieux on voit cette fonction dans le bloc diagramme
On peut citer les grands domaines d'application :
-
multimédia : audio, vidéo, TV, DVD, caméra, photo, scanner, imprimantes... ;
-
communication avec l'émission et la réception : téléphone, télévision numérique satellite ou câble, Internet avec les modem xDSL.. ;
-
informatique avec les PC multimédia ;
-
contrôle, process, produits blancs, automobile...
4.2 Exemples de produits
Les références commerciales et les blocs diagrammes sont donnés ici à titre indicatif :
-
TV câble vers NSTC circuit system ;
-
Digital Vidéo Disque DVD ;
-
processeur de signal pour capteur d'images CCD ;
-
synthétiseur numérique direct DDS ;
-
analog front end pour appareil à ultrasons ;
-
driver d'écran à cristaux liquides ;
-
microcontrôleur avec convertisseur AN ;
-
compteur d'énergie électrique ;
-
single-supply cable modem/set-top box mixed-signal front end.
-
TV câble vers NSTC circuit system
ExempleBCM3545 de Broadcom Corporation « Single-Chip...
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Produits intégrant des CAN ou des CNA
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - R.H. WALDEN, - ‘Analog-to-digital converter survey and analysis,' - IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 17, no. 4, pp. 539-550, April 1999.
-
(2) - KESTER, WALT, - The Data Conversion Handbook, ISBN 0-7506-7841-0, - http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-06/data_conversion_handbook.html (Ce Hand-book peu être téléchargé, sur le site d'Analog-Devices, à l'adresse ci dessus.)
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Sur le site de la société Analog Devices Inc., un certain nombre d'outils et de modèles de simulation sont disponibles dans les domaines analogique-numérique et numérique-analogique. Cela va de la simple simulation théorique ‘en ligne' sur leur site, jusqu'à des modèles complexes qui peuvent être interfacés avec des outils tels que Mathlab, Simulink de la société The MathWorks ainsi que ADS de la société Agilent.
Les domaines temporels et spectraux sont accessibles.
Les cartes de démonstration sont aussi le plus souvent associées à des cartes d'acquisition (ou d'envoi) des données numériques acquises, vers un PC via un port USB. Des logiciels de traitement permettent de faire des FFT, affichage temporel, histogrammes.
Presque toutes les autres sociétés ont aussi ces logiciels associés aux cartes de démonstration, mais peu de simulation de plus haut niveau.
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