CAN à suivi : compteur montant/descendant pour conversion de signal rapide et continue

Une troisième variation sur le thème convertisseur compteur-CNA est, à mon avis, la plus élégante. Au lieu d'un compteur « montant » conventionnel pilotant le CNA, cette conception utilise un compteur montant/descendant.

Le compteur fonctionne en continu, et la ligne de contrôle montant/descendant est pilotée par la sortie du comparateur. Lorsque l'entrée analogique dépasse la sortie du CNA, le compteur passe en mode comptage montant. Inversement, si la sortie du CNA est plus élevée, il compte à rebours. Dans les deux cas, la sortie du CNA suit le signal d'entrée en temps réel.

Puisque le compteur ne se réinitialise jamais, la sortie binaire est mise à jour à chaque impulsion d'horloge, éliminant le besoin d'un registre à décalage pour verrouiller le comptage à la fin d'un cycle.

Un avantage clé est la vitesse : le convertisseur peut atteindre des taux d'échantillonnage de plusieurs MHz sans la surcharge d'une phase de réinitialisation.

Comme montré, le temps de mise à jour est bien plus rapide que les autres CAN à compteur. Au début du graphique, lorsque le compteur doit « rattraper » un changement soudain du signal analogique, le taux de changement correspond à celui du premier CAN à compteur. La sortie rampe en douceur au lieu de sauter depuis zéro, contrairement aux CAN à compteur et à approximation successive.

Cependant, la sortie binaire n'est jamais statique ; elle bascule entre les comptages à chaque impulsion d'horloge même avec une entrée parfaitement stable — un phénomène connu sous le nom de « bit bobble » (oscillation de bit). Cela peut être problématique pour les systèmes numériques attendant une sortie stable.

L'oscillation de bit peut être atténuée en insérant un registre à décalage qui verrouille la sortie du compteur seulement lorsque la valeur change de deux pas ou plus. Concevoir un détecteur pour deux comptages consécutifs dans la même direction demande un peu d'ingéniosité mais en vaut la peine.

FICHE DE TRAVAIL ASSOCIÉE :

• Fiche de travail sur la conversion analogique-numérique