Article de référence | Réf : RE24 v1

Caractéristiques et performances du codage numérique
Convertisseurs analogique/numérique supraconducteurs

Auteur(s) : Denis CRÉTÉ

Date de publication : 10 nov. 2004

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INTRODUCTION

Les convertisseurs analogique/numérique (CAN, ou codeurs) supraconducteurs tirent parti des avantages spécifiques au comportement quantique des matériaux supraconducteurs : très faible dissipation de puissance, grande rapidité et surtout quantification du flux magnétique permettant d’obtenir une linéarité supérieure à celle des CAN semi-conducteurs. Leurs performances répondent aux exigences des domaines RADAR et télécommunications.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re24


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1. Caractéristiques et performances du codage numérique

Denis CRÉTÉ est ingénieur de recherche à THALES Research & Technologie – France.

[email protected]

Sur les convertisseurs analogique/ numérique

Conversions analogique-numérique et numérique-analogique [E 3 650] de R. Béger et Y. Langard

1.1 Principales caractéristiques d’un codeur

Un codeur convertit un signal analogique en signaux numériques représentant une mesure du signal analogique à un instant donné. La partie du circuit qui produit les signaux numériques est un comparateur, car il produit un résultat booléen à partir d’informations analogiques. Le codeur sera donc essentiellement caractérisé par :

  • sa résolution, ou nombre de points, qui définit la précision théorique du codage ; 1 point représente la largeur de la plage de tension d’entrée ΔV divisée par 2N, où N est le nombre de signaux binaires (bits) ;

  • sa fréquence d’échantillonnage fe ou nombre de mesures effectuées par seconde. Il faut, d’après le théorème de Nyquist, au moins 2 échantillons par période du signal d’entrée, donc la fréquence maximale fs du signal est égale à fe/2.

En fait, différents phénomènes physiques vont limiter la résolution : on introduit alors le nombre de bits effectifs B tel que 2B soit égal à ΔV divisé par la résolution effective. Un bruit blanc d’amplitude crête à crête Q (la résolution effective) a une puissance proportionnelle à Q2/12 = (ΔV2/22B)/12 tandis que le signal pleine échelle a une puissance proportionnelle à ΔV2/8. Le rapport signal sur bruit (SNR) des puissances du signal pleine échelle à la puissance de bruit est donc de 3 × 22B-1 ou, inversement,

B = (10 lg (SNR) − 10 lg 1,5) / 20 lg 2 = (SNRdB...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WALDEN (R.H.) -   Analog-to-Digital Converter Survey and Analysis  -  . IEEE J. on Selected Areas in Comm., 11 (4), 1999, 539.

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  • (3) - JOHNSON (M.W.), DALRYMPLE (B.J.), DURAND (D.J.), LUINE (J.A.) -   NbN and Nb SFQ Device Performance  -  . IEEE Trans. Appl. Supercond., 13 (2), 2003, 771.

  • (4) - BRADLEY (P.) -   Quasi-One Junction SQUIDs as Comparators for Analog-to-Digital Conversion  -  . IEEE Trans. Mag., 27 (2), 1991, 2895.

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