Fonctionnement des convertisseurs analogiques numériques

[AK2803]

Bonjour à tous !

Voilà en ce mardi une nouvelle question est arrivée dans mon répertoire à questions Ô combien immense.

En fait voilà, j'ai cherché un peu comment fonctionne un C.A.N, grosso modo sur internet on nous explique les résultats qu'on peut obtenir avec un tel système. Mais pour ce qui est des composants, comment par exemple une tension peut être traduite en bit ? D'ailleurs un bit, physiquement, comment se présente t'il ? Ou encore un autre exemple, quand frappe en ce moment sur mon clavier, quelles info, quelles données est ce que j'envoie à mon PC ? Une série de tension différentes pour chaque lettres ?

Ma question peut paraître floue, mais elle reflète ce qu'il se passe don crâne en ce moment sur la question, c'est le flou.

Je vous remercie d'avance !
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[f6bes]

Bjr à toi,
Lorsque tu tapes sur ton clavier , c'est pas la tension envoyée qui varie, mais c'est une série de bit différentes
pour chaque catactéres.
Ex (supposition); le A peut correspondre à 00000001
le B à 00000010
le C à 00000011
le D à 00000110 etc..etc..
Les o et les 1 correspondent s soit à une tension "nulle" et le 1 à une tension "haute".... 5v par exemple.
Le nombre de bit (8 dans ce cas) corrrespond à ce que l'on appele un "mot" (mot de 8 bits)
Ceci n'est qu'un exemple pour "expliquer".
En face on a un "décodeur" sur 8 bits pour " afficher" les caractéres correspondants.
Bonne journée

[AK2803]

D'accord, quand on frappe sur le clavier on envoi une information en bit, ça d'accord, mais le bit étant une unité, n'est il pas la résultante numérique d'un signal analogique ? Ce que je veux dire par là c'est, physiquement ce qu'il se passe lorsque j'appuie sur la letter "B" par exemple, mon clavier va envoyer une tension ou une serie de tensions qui seront traduites par le C.A.N justement en bit non et ensuite ce mot (en bit) sera traité par le pc non ?

Donc par exemple à l'entrée de mon C.A.N, il y aurait 8 connectiques (un mot->8 bits) et que si la lettre "B" équivaut au mot 00000010 en binaire, seule la 7ème connectique du C.A.N en entrée laisse passer une tension ?

J'espère que je m'exprime assez clairement, je voudrais pas faire de confusion

[DAUDET78]

D'accord, quand on frappe sur le clavier on envoi une information en bit, ça d'accord, mais le bit étant une unité, n'est il pas la résultante numérique d'un signal analogique ?

Il n'y a pas d'analogique dans un clavier , donc pas de C.A.N !
Dans le clavier, il y a un µC qui scrute les contacts de chaque touche . Si il en trouve une en contact, il envoie le code binaire associé en série par une liaison USB ou synchrone (pour les anciens clavier PS2)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Vincent PETIT]

Ce lien est assez exhaustif
http://www.in2p3.fr/actions/formatio...Conversion.pdf

[AK2803]

J'ai pris le mauvais exemple avec le clavier alors. Et merci pour le lien, mais il ne me permet pas de répondre à la fameuse question.

Mais si je garde le raisonnement que je tenais et en oubliant le clavier, les informations qui arrivent en entrées de C.A.N, sont des tensions. Mais par quels moyens peut on convertir ces tensions en un mot en bits ?
Je veux dire, si ce mot est composé de 8 bits, en entrée de C.A.N aurais-je 8 connectiques, et on envoi une tension dans les branches qui doivent prendre la valeur "1" ?

[antek]

C'est mieux avec ça ? -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Conver...num%C3%A9rique

[Teknic]

Bonjour à tous,


les collègues t'ont déjà fournis de bons liens pour comprendre le fonctionnement d'un CAN mais je me permets de repréciser:


un signal numérique c'est tout ou rien et les boutons sont des éléments qui fournissent un signal de type numérique: appuyé ou pas.

Les signaux analogiques sont de signaux qui présentent des variations de tension: par exemple un potentiomètre fournit un valeur analogique avec une multitude de valeurs possibles entre le minimum et le max.
Un signal audio est aussi un signal analogique.

[plumele]

J'ai pris le mauvais exemple avec le clavier alors. Et merci pour le lien, mais il ne me permet pas de répondre à la fameuse question.

Mais si je garde le raisonnement que je tenais et en oubliant le clavier, les informations qui arrivent en entrées de C.A.N, sont des tensions. Mais par quels moyens peut on convertir ces tensions en un mot en bits ?
Je veux dire, si ce mot est composé de 8 bits, en entrée de C.A.N aurais-je 8 connectiques, et on envoi une tension dans les branches qui doivent prendre la valeur "1" ?

Bonsoir

il ne faut pas confondre le CAN lui-même avec un convertisseur analogique digital.
Disons que tout signal analogique doit être converti pour être utilisé par un système numérique (CAN ou tout autre circuit)

Il est impossible de tout expliquer ici et il faudrait en réalité trouver des images plus pédagogiques que celle de Wikipedia.

Mais d' abord il faut se pencher sur le monde numérique où l'on peut convertir toute valeur avec un ensemble de 0 et de 1 par le système octal .Un bit peut avoir une valeur de 0 ou 1) https://fr.wikipedia.org/wiki/Syst%C3%A8me_octal
exemple 0 volt = 00, 1V = 01, 2V=10, 3V = 11 comme l'ont expliqué les collègues.

Si il sagit d'un signal qui varie, on le découpe en tranche (des échantillons) par exemple toutes les ms (millisecondes) ou 10ms ou plus selon les besoins,
Chaque tranche a une valeur fixe qu'on traduit en valeur de 0 et 1 comme auparavant.

On rassemble toutes ces valeurs et on les envoie par paquet (des frames) au circuit numérique qui va les traiter

En ce qui concerne le CAN d'abord utilisé en automobile, on envoie ces informations en série sur un câble. C'est cela le principe du système CAN.
Chaque paquets d'information contient des signaux soit en 16bit, ou en 8bit, ou même de 1 ,2 ou trois bits selon l'information à transmettre.
Bien sûr il faut que les circuits qui vont recevoir ces informations soient programmés de la même façon pour qu'il puissent comprendre ces infos.

Difficile de faire plus en peu de mots mais en vulgarisant on est obligé de faire des impasses.

[jiherve]

Bonsoir
La question portait sur le fonctionnement des CAN (ADC en godon) et pas du bus CAN.
Donc la confusion n'est pas permise.
JR
Nota 0 et 1 c'est du binaire, l'octal c'est un codage utilisant 3 bits par chiffre

[Chtulhu]

Bonsoir,

pour embrouiller les choses je pense qu'on ne peut pas faire mieux...

Parler de CAN et de ADC n'a strictement aucun rapport, autant utiliser les bons termes du domaine.
En électronique on parle en anglais, c'est comme ça il faut l'accepter d'emblée sinon vous ne pourrez pas échanger avec 98% des électroniciens de cette planète (même les Chinois le font), donc CAN pour dire Convertisseur Analogique Digital n'est pas souhaitable du tout et autant l'oublier tout de suite si vous comptez en faire un jour votre travail sérieusement.

Donc un convertisseur analogique numérique (ça n'est pas interdit de l'appeler comme ça c'est le sigle qui ne va pas) est un ADC et le CAN est un protocole de communication différentielle, donc rien à voir avec le premier, point de vue concept.
Pour le reste, comme il a été déjà dit, un forum ne peut remplacer un cours et encore moins remonter les bases indispensables qui vont avec, genre maths et Cie.
Wikipedia, bon comment dire pour rester poli?
Vous avez par contre des choses pédagogiques ici:
http://jfalycee.free.fr/IMG/pdf/canbac-2.pdf
Ca parle de CAN aussi, mais bon les Français ont la tête dure faut faire avec.

[Chtulhu]

Bonsoir
La question portait sur le fonctionnement des CAN (ADC en godon) et pas du bus CAN.
Donc la confusion n'est pas permise.

Pour vous non, je n'en doute pas un instant, mais pour un débutant sans aucun doute oui, vu qu'il ne sait rien ni de l'un ni de l'autre.
Je vous le dit par expérience, quand je parle de CAN a des jeunes ingé ils comprennent ADC une fois sur 2.
D'où mon agacement, désolé

[PA5CAL]

Bonsoir

un bit, physiquement, comment se présente t'il ?

Un bit se présente sous la forme d'une tension. Par exemple, sur les circuits numériques (microcontrôleurs, portes logiques, etc.) alimentés en 5V, un bit à 1 est représenté par une tension proche de 5V, tandis qu'un bit à 0 est représenté par une tension proche de 0V. Entre 0V et 5V, il existe un seuil de tension (assez grossièrement défini) au-delà duquel le bit représenté change de valeur.

comment une tension peut être traduite en bit ?

La fonction de base qui permet cette traduction s'appelle un comparateur de tension (NB : je parle bien de la fonction électronique, pas nécessairement du composant à 5 pattes ou plus qui porte ce nom). Le circuit réalisant cette fonction compare la tension d'entrée avec une tension de seuil. Si la tension d'entrée est supérieure à la tension de seuil, alors la tension de sortie est portée à un niveau représentant le bit 1 (i.e. environ 5V sur un circuit alimenté en 5V). Si la tension d'entrée est inférieure à la tension de seuil, alors la tension de sortie est portée à un niveau représentant le bit 0 (i.e. environ 0V).

Sachant convertir une tension en un bit par ce moyen, on peut réaliser un nombre plus important de conversions correspondant chacune à des seuils différents afin d'obtenir une représentation de la tension d'entrée sur plusieurs bits. La façon de procéder est différente selon le type de convertisseur envisagé (convertisseur flash, à approximations successives, à intégration, à comptage).

Dans un convertisseur flash (ou parallèle) à N bits, on utilise 2^N-1 comparateurs avec une succession de seuils de tension, et un circuit logique combinatoire qui convertit les 2^N bits produits (dont les premiers sont à 0 et les derniers à 1) en une représentation binaire de leur état. Par exemple, pour N=4 (15 comparateurs) :

   Tension         Sorties des     Sortie du
 d'entrée (mV)     comparateurs  convertisseur
     0 à  312,5  111111111111111    0000
 312,5 à  625,0  011111111111111    0001
 625,0 à  937,5  001111111111111    0010
 937,5 à 1250,0  000111111111111    0011
1250,0 à 1572,5  000011111111111    0100
            ...
4375,0 à 4687,5  000000000000001    1110
4687,5 à 5000,0  000000000000000    1111

Dans un convertisseur à approximations successives, on n'utilise qu'un seul comparateur, auquel on présente une succession de tensions de seuil s'approchant de plus en plus de la tension d'entrée à convertir et correspondant aux bits obtenus aux étapes précédentes.

Dans un convertisseur à intégration, on n'utilise généralement qu'un seul comparateur (éventuellement deux) dont le seuil est une rampe de tension précise générée par un intégrateur. Une horloge et un compteur binaire composé de bascules servent à compter le temps que met la rampe pour atteindre la tension d'entrée à convertir.

Dans un convertisseur à comptage, on n'utilise également qu'un seul comparateur dont le seuil est une rampe de tension générée un convertisseur numérique-analogique piloté par un compteur binaire. Lorsque la sortie du comparateur change d'état, le compteur binaire a atteint la valeur numérique représentant la tension d'entrée à convertir.

On peut rencontrer des convertisseurs mettant en œuvre plusieurs de ces principes.

Il ne s'agit ici que d'une description grossière et assez générale des types de convertisseurs rencontrés. En pratique, les techniques utilisées sont variables, plus ou moins complexes, avec pour chacune des avantages, des inconvénients et des niveaux de performance qui leur sont propres.

[PA5CAL]

Oups... il faut lire « Dans un convertisseur flash (...) un circuit logique combinatoire qui convertit les 2^N-1 bits produits ».


Sinon, pour rappel, un comparateur de tension est un amplificateur saturé, dont la fonction de transfert est la suivante :

[jiherve]

Bonjour,
Pour les ADC par intégration il y a deux grands types simple rampe ou double rampe :
simple rampe on intègre la tension d'entrée pendant un certain temps jusqu’à passer un seuil la valeur de la tension , donnée par le temps mis, est alors dépendante du RC de l’intégrateur , de la précision de la base de temps et de la tension de seuil fixée par une référence de tension ,
en double rampe on intègre pendant un temps fixe la tension d'entrée et on "désintègre" pendant un temps variable avec une tension de référence ,la mesure ne dépend plus alors que de la tension de référence c'est un gros progrès.
JR