delta sigma

[gcortex]

bonjour à tous,
j'ai trouvé sur le net des expliquations sur le fonctionnement des convertisseurs delta sigma, mais elles restent très sommaires.
quelqu'un pourait nous faire une démonstration ??

merci

[f6bes]

Bjr gcortex,
C'est bref mais Wiki en cause .
http://fr.wikipedia.org/wiki/Convert...num%C3%A9rique
Cordialement

[gcortex]

j'ai rien compris mais merci

[Jack]

Si tu ne l'as pas, ce document est bien:

http://files.iai.heig-vd.ch/Enseigne...ma%20Delta.pdf

En revanche, j'aimerais bien comprendre comment on convertit le flot de bits en valeurs numériques (en octets par exemple). Je cale doc "un peu" sur le filtrage numérique et la décimation en sortie du démodulateur delta.

A+

[gcortex]

oui merci.
very hard to understand

en fait, pour un signal d'entrée constant, sans horloge, on obtient un rapport cyclique correspondant ?

mais je ne comprends pas non plus comment on passe de ce rapport cyclique à des valeurs numériques

[PA5CAL]

Bonjour

Un convertisseur delta-sigma (seul, sans filtre qui lui succèderait) fournit un flot cadencé de niveaux binaires (+1 et -1) dont la partie basse du spectre correspond au spectre de la dérivée du signal d'entrée (au bruit de quantification près).

Ce flot de bits peut être transmis et stocké tel quel, et ne nécessite pas de synchronisation particulière.

Sa transformation en signal numérique discret (octets ou autres) ou en signal analogique continu passe par un intégration (le calcul d'une moyenne) et un filtrage passe-bas vigoureux (pour éliminer le haut du spectre). Cela reste valable quelque soit le système ou les algoritmes employés.

[gcortex]

merci
si on mesure le rapport cyclique avec un compteur/décompteur ?

[PA5CAL]

merci
si on mesure le rapport cyclique avec un compteur/décompteur ?

Il n'y a pas à proprement parler de rapport cyclique. Le flot de niveaux successifs (les bits) est cadencé à l'aide d'une horloge. Dans la majorité des cas (quand la pente du signal d'entrée n'est pas trop abrupte), on a pratiquement tout le temps une succession de +1 et de -1 ("rapport cyclique" de 50%) avec de temps en temps une succession de deux niveaux identiques ("rapport cyclique" de 33,3% ou 66,7%), voire plus (25% ou 75%, 20% ou 80%, etc.).

Un compteur/décompteur peut effectivement servir à intégrer le signal, mais il faut alors également prévoir un lent recadrage vers le zéro (suppression de la composante continue) afin de s'affranchir de l'inévitable erreur de symétrie du convertisseur delta-sigma. Dans les faits, le comptage/décomptage numérique est réalisé par un DSP afin de permettre ce recadrage.

[PA5CAL]

Pour illustrer ce qui se passe dans un convertisseur delta-sigma, voici un petit chronogramme.

En gris les tops d'horloge. En bleu, le signal d'entrée. En rouge, le signal de sortie. En violet, la sortie de l'intégrateur présent dans le convertisseur.

L'intégrateur intègre par rapport au temps la différence entre une fraction de la tension d'entrée et la tension de sortie.

C'est le signe de la tension à la sortie de l'intégrateur au moment d'un top d'horloge qui détermine l'état de la sortie jusqu'au top d'horloge suivant.

[PA5CAL]

On arrive facilement à se représenter l'allure de la tension moyenne à la sortie du convertisseur: elle correspond à l'inverse de la dérivée de la tension d'entrée par rapport au temps.

[Jack]

very hard to understand

J'ai trouvé d'autres documents plus simple, mais ta demande initiale parlait de démonstration alors ...

Ce flot de bits peut être transmis et stocké tel quel, et ne nécessite pas de synchronisation particulière

Comme dans les CD audio.

Sa transformation en signal numérique discret (octets ou autres) ou en signal analogique continu passe par un intégration (le calcul d'une moyenne) et un filtrage passe-bas vigoureux (pour éliminer le haut du spectre). Cela reste valable quelque soit le système ou les algoritmes employés.

Tu peux développer?

Je ne comprends pas comment tu passes d'un flot de bits sérialisés à un octet par filtrage.

A+

[PA5CAL]

Ce flot de bits peut être transmis et stocké tel quel, et ne nécessite pas de synchronisation particulière

Comme dans les CD audio.

Justement non. Sur un CD, il y a nécessairement une synchronisation, pour déterminer le bit de poids fort, le bit de poids faible. Il y a de plus un formatage des données, de manière à repérer les plages musicales, les canaux droit et gauche, les informations supplémentaires, etc... Bref, chaque bit enregistré a une place et une fonction qui lui est propre au sein de l'enregistrement. Un décalage d'un bit ou d'un octet rend l'ensemble de l'enregistrement inintelligible.

A contrario, dans le flot sortant d'un convertisseur delta-sigma, on peut vraiment prendre n'importe quelle série de bits consécutifs et reconstituer le signal d'origine correspondant. Quelque soit le bit sur lequel démarre la lecture, la suite du flot sera interprété de la même manière. La seule différence sera la composante continue du signal reconstitué, composante qu'on élimine dès que la longueur du flot devient suffisante.

Sa transformation en signal numérique discret (octets ou autres) ou en signal analogique continu passe par un intégration (le calcul d'une moyenne) et un filtrage passe-bas vigoureux (pour éliminer le haut du spectre). Cela reste valable quelque soit le système ou les algoritmes employés.
Tu peux développer?

Je ne comprends pas comment tu passes d'un flot de bits sérialisés à un octet par filtrage.

Je vais prendre un exemple. Admettons que le convertisseur delta-sigma produise la série suivante (je mets une valeur sur 10 en gras pour aider à se repérer):

1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

Dans ce flot de bits, un 1 représente +1 unité et un 0 représente -1 unité.

On commence par faire une intégration/sommation, bit après bit, du nombre d'unités correspondantes. Cela donne la suite de valeurs :

1 2 1 2 3 4 3 4 5 6 5 6 7 6 7 8 7 8 7 8 7 8 7 8 7 6 7 6 5 6 5 4 3 4 3 2 1 2 1 0 1 0 1 0 1 2 1 2 3 2 3

Ensuite, on doit filtrer pour éliminer les variations rapides (les hautes fréquences). On peut par exemple réaliser un filtrage passe-bas rudimentaire en faisant une somme pondérée de 8 valeurs consécutives affectés respectivement des coefficients 1, 2, 4, 5, 5, 4, 2 et 1. On aboutir à la suite de valeurs :

1 4 9 17 26 37 48 60 72 84 96 108 120 130 140 148 156 164 170 176 178 180 180 180 180 178 176 170 164 156 148 140 130 120 108 96 84 72 60 48 38 28 22 16 14 14 16 22 28 36 44

Sous forme de graphe, cette suite donne ceci:

[PA5CAL]

Je viens de réaliser une intégration et un filtrage passe-bas sur une série de valeurs binaires (+1 et -1), et j'obtiens au final une suite de valeurs pouvant chacune être codée sur un octet.


De la même manière, en analogique, je pourrais mettre un système d'intégration et de filtrage à la sortie du convertisseur delta-sigma pour retrouver un signal proche de celui d'origine.

Un simple réseau R-C peut suffire si l'application ne nécessite pas une grande précision. C'est par exemple ce qu'on trouvait, à une époque pas si lointaine, dans les dictaphones et les répondeurs téléphoniques à mémoire numérique 1 bit.

[Jack]

Merci pour tes lumières
C'est très clair ton exemple.

Je veux juste revenir sur le CD audio:

Justement non. Sur un CD, il y a nécessairement une synchronisation, pour déterminer le bit de poids fort, le bit de poids faible. Il y a de plus un formatage des données, de manière à repérer les plages musicales, les canaux droit et gauche, les informations supplémentaires, etc... Bref, chaque bit enregistré a une place et une fonction qui lui est propre au sein de l'enregistrement. Un décalage d'un bit ou d'un octet rend l'ensemble de l'enregistrement inintelligible.

Il me semblait pourtant me souvenir que les lecteurs de CD était équipé d'un CNA 1 bit, et que le petit connecteur (qui n'est plus guère utilisé aujourd'hui) qui reliait le lecteur à la carte son permettait de recueillir directement ces données.

A+

[PA5CAL]

Merci pour tes lumières

Il me semblait pourtant me souvenir que les lecteurs de CD était équipé d'un CNA 1 bit, et que le petit connecteur (qui n'est plus guère utilisé aujourd'hui) qui reliait le lecteur à la carte son permettait de recueillir directement ces données.

A+

Oui, effectivement. Désolé, je pensais à autre chose. J'avais à l'esprit le stockage sur CD.

Il est vrai qu'à une époque, on avait bien des CNA 1 bit qui utilisaient un flot continu non formaté. J'ai d'ailleurs conservé un vieux baladeur CD qui fait ça, rien que pour pouvoir récupérer cette sortie. L'engin est âgé de plus de 20 ans...