Conversion numérique-analogique : fondamentaux, CAN et CNA

L'intégration de circuits numériques avec des capteurs est simple lorsque les capteurs sont eux-mêmes numériques — interrupteurs, relais et codeurs s'interfacent naturellement avec la logique à portes car leurs signaux sont binaires marche/arrêt.

Lorsque des dispositifs analogiques entrent en jeu, l'interface devient considérablement plus complexe. Pour combler le fossé, des composants électroniques doivent traduire les signaux analogiques continus en valeurs numériques discrètes et vice versa. Un convertisseur analogique-numérique (CAN) effectue la première conversion, tandis qu'un convertisseur numérique-analogique (CNA) gère l'inverse.

Dans un CAN, un signal électrique analogique — généralement une tension ou un courant — est échantillonné et quantifié en un nombre binaire traitable par des systèmes numériques. La représentation en diagramme de blocs d'un CAN est montrée ci-dessous :

Inversement, un CNA accepte une entrée binaire et synthétise une tension ou un courant analogique correspondant. Le diagramme de blocs pour un CNA est illustré ici :

Ensemble, les CAN et CNA fournissent une interface complète pour les systèmes numériques devant interagir avec des capteurs et actionneurs analogiques. Une application courante se trouve dans les unités de contrôle moteur automobiles, où les lectures de capteurs sont converties en données numériques pour traitement, et les commandes de contrôle sont reconverties en signaux analogiques pour piloter les actionneurs.

En pratique, convertir un signal numérique en analogique est généralement plus simple que l'opération inverse. Par conséquent, nous commençons par examiner la circuitry CNA avant d'explorer la conception des CAN.

FICHE DE TRAVAIL ASSOCIÉE :

• Fiche de travail sur la conversion numérique-analogique