CAN Flash (convertisseur analogique-numérique parallèle) – conception, fonctionnement et applications

Également connu sous le nom de CAN parallèle, le CAN flash est l'architecture de CAN la plus simple. Il consiste en une série de comparateurs, chacun comparant l'entrée analogique à une tension de référence distincte. Les sorties des comparateurs alimentent un codeur de priorité qui génère une sortie binaire. Le diagramme ci-dessous illustre un CAN flash 3 bits :

 

 

La tension de référence (V_ref) est fournie par un régulateur de tension de précision — bien que le régulateur lui-même soit omis du schéma pour la clarté. À mesure que la tension d'entrée dépasse les niveaux de référence successifs, les comparateurs saturent à l'état haut en séquence. Le codeur de priorité produit alors un nombre binaire correspondant au comparateur actif d'ordre le plus élevé, ignorant efficacement les signaux d'ordre inférieur.

 

Lorsque le CAN fonctionne, sa sortie apparaît généralement comme suit :

 

 

Dans de nombreux designs pratiques, un codeur de priorité complet est inutile. Parce que les sorties des comparateurs s'activent séquentiellement du niveau de référence le plus bas au plus haut, l'entrée active d'ordre le plus élevé peut être sélectionnée à l'aide d'un simple réseau de portes OU exclusif, éliminant le besoin d'un codeur complexe :

 

 

De plus, le codeur peut être réalisé avec une matrice de diodes, soulignant le nombre minimal de composants réalisable avec cette topologie :

 

 

La simplicité du CAN flash est égalée par sa vitesse ; il n'est limité que par les délais de propagation des comparateurs et portes logiques. Cependant, l'architecture est très gourmande en composants : un convertisseur 3 bits nécessite sept comparateurs, une version 4 bits en nécessite quinze, et chaque bit additionnel double le nombre. Par conséquent, un CAN flash 8 bits aurait besoin de 255 comparateurs — un nombre impraticable pour la plupart des applications.

 

Malgré son coût en composants, le CAN flash offre des avantages uniques. Avec des résistances de valeur égale dans le diviseur de référence, chaque comptage binaire correspond à un incrément analogique identique, produisant une réponse linéaire. Pour des applications spécialisées, l'ajustement des valeurs du diviseur peut créer une correspondance non-linéaire personnalisée — une capacité qu'aucune autre architecture de CAN n'offre sans redéconception significative.

 

FICHE DE TRAVAIL ASSOCIÉE :

• Fiche de travail sur la conversion analogique-numérique