Conversion numérique

Le monde physique est par nature analogique. Il est perçu via des signaux analogiques (son, ondes visuelles, température, etc...).

Dans les systèmes techniques, ces informations sont de plus en plus généralement traitées par des composants numériques (micro-contrôleurs).

L'interface entre le monde analogique et un traitement numérique est réalisé par des convertisseurs :

  • Convertisseur Analogique Numérique (CAN)

  • Convertisseur Numérique Analogique (CNA)

FondamentalLa conversion

Le rôle d'un CAN est de convertir un signal analogique ( x(t) ) en un signal numérique ( X(k) ) pouvant être traité par une logique numérique, et le rôle d'un CNA est de reconvertir le signal numérique ( Y(k) ) une fois traité en un signal analogique ( y(t) ).

Exemple de la voix

FondamentalConversion Numérique Analogique

Le Convertisseur Numérique Analogique permet de communiquer d'un système numérique vers un système analogique . Des filtres en sorties de convertisseurs permettent d'obtenir une courbe lissée (en pointillés).

FondamentalConversion Analogique Numérique

Il s'agit de transformer l'information analogique (tension) en un nombre N codé en binaire (0 ou 1). Ce nombre est souvent exprimé sur 8 ou 10 bits.

Le nombre de bit n correspond à la résolution du convertisseur, plus il est élevé, plus la conversion peut être précise.

Le pas de quantification et la précision d'un CAN dépendent du nombre de bits en sortie, appelé résolution. Pour un CAN à n bits, le nombre d'états possibles en sortie est 2 n , ce qui permet d'exprimer des signaux numériques de 0 à 2n -1 en code binaire naturel.

Un CAN est caractérisé également par la plage de variation acceptable de la tension analogique d'entrée, appelée Pleine Echelle (FS pour Full Scale en anglais) et que nous noterons VPE .

Ainsi on obtient N, nombre entier, avec la relation : où Ve et VPE sont en Volts .

On définit le quantum (q) comme étant la variation minimale de la tension d’entrée qui garantit une variation d’une unité de la donnée numérique de sortie. Le

quantum s'exprime dans l'unité de la grandeur analogique d'entrée. Le quantum correspond à la largeur des « marches de l'escalier ».

On peut calculer le quantum avec la relation : .