Convertisseur numérique-analogique

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Un Convertisseur Numérique-Analogique (CNA, de N/A pour Numérique vers Analogique ou, en anglais, DAC, de D/A pour Digital to Analogic) 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 souvent il s'agira de tensions électriques.

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

Modulation de largeur d'impulsion

Le principe de la modulation de largeur d'impulsion (MLI, ou PWM en anglais) 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 l'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

$V_{out} = k * V_{ref} * \sum_{i=1}^n \left ( 2^{n-i}*a_{n-i} \right )$

V_ref = 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 (2ⁿ − 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 également 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.

Usage

Cartes son, Modems, TV, HI-fi, etc...

Fabricants de convertisseurs

• C cube ( )
• Wolfson Microelectronics
• Analog Devices ( )
• NXP, anciennement 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)
• Euphia
• Asahi Kasei

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

Voir aussi

• Quantification
• RAMDAC, convertisseur numérique-analogique pour la vidéo
• Convertisseur analogique-numérique, la fonction inverse
• Conversion numérique analogique Animation
• All about legendary Burr Brown PCM63 digital-to-analog converter. Official PCM63 website