Flash ADC

Aussi appelé le parallèle Convertisseur A/N, ce circuit est le plus simple à comprendre. Il est formé d'une série de comparateurs comparant chacun le signal d'entrée à une tension de référence unique. Les sorties du comparateur se connectent aux entrées d'un circuit codeur prioritaire, qui produit alors une sortie binaire. L'illustration suivante montre un circuit ADC flash 3 bits :

V_réf est une tension de référence stable fournie par un régulateur de tension de précision dans le cadre du circuit convertisseur, non illustré sur le schéma. Comme la tension d'entrée analogique dépasse la tension de référence à chaque comparateur, les sorties du comparateur satureront séquentiellement à un état haut. L'encodeur prioritaire génère un nombre binaire basé sur l'entrée active d'ordre le plus élevé, ignorant toutes les autres entrées actives.

Lorsqu'il est utilisé, le flash ADC produit une sortie qui ressemble à ceci :

Pour cette application particulière, un encodeur à priorité régulière avec toute sa complexité inhérente n'est pas nécessaire. En raison de la nature des états de sortie séquentiels du comparateur (chaque comparateur saturant « haut » en séquence du plus bas au plus élevé), le même effet de « sélection d'entrée d'ordre le plus élevé » peut être réalisé via un ensemble de portes OU-exclusif, permettant le utilisation d'un encodeur plus simple et non prioritaire :

Et, bien sûr, le circuit d'encodeur lui-même peut être constitué d'une matrice de diodes, démontrant à quel point cette conception de convertisseur peut être construite simplement :

Non seulement le convertisseur flash est le plus simple en termes de théorie de fonctionnement, mais il est également le plus efficace des technologies ADC en termes de vitesse, étant limité uniquement par les délais de propagation du comparateur et de la porte. Malheureusement, c'est le plus gourmand en composants pour un nombre donné de bits de sortie.

Cet ADC flash à trois bits nécessite sept comparateurs. Une version à quatre bits nécessiterait 15 comparateurs. Avec chaque bit de sortie supplémentaire, le nombre de comparateurs requis double.

Considérant que huit bits est généralement considéré comme le minimum nécessaire pour tout CAN pratique (255 comparateurs nécessaires !), la méthodologie flash montre rapidement sa faiblesse. Un avantage supplémentaire du convertisseur de flash, souvent négligé, est sa capacité à produire une sortie non linéaire.

Avec des résistances de valeur égale dans le réseau diviseur de tension de référence, chaque compte binaire successif représente la même quantité d'augmentation de signal analogique, fournissant une réponse proportionnelle. Pour des applications spéciales, cependant, les valeurs de résistance dans le réseau diviseur peuvent être rendues non égales.

Cela donne à l'ADC une réponse personnalisée et non linéaire au signal d'entrée analogique. Aucune autre conception ADC n'est capable d'accorder ce comportement de conditionnement de signal avec seulement quelques changements de valeur de composant.

FEUILLE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Feuille de travail de conversion analogique-numérique