Questions sur la conversion analogique numérique

[invite739b690f]

Bonjour,

Pour un projet perso consistant à créer un oscillo (sensibilité 10 mV, fréquence du signal d'entrée comprise entre 500 et 600 Mhz) numérique pas trop cher, j'ai cherché des infos sur les CAN. Je sais qu'il en existe plusieurs types: à résistances pondérées, à rampe simple, doubles ou multiples, et sigma-delta. Je pense qu'il vaut mieux oublier les CAN nécessitant beaucoup de composants pour être précis (j'en ai pas beacoup en stock, et plus il y en a, plus le risque de défaillance ou d'erreur de mesure est élevé), donc pas de résistances avec comparateurs. Quels sont les plages chiffrées de précision et de rapidité de conversion des autres types de CAN, les infos que j'ai trouvées sont en effet évasives sur le sujet ? Pourriez-vous m'indiquer un ordre de grandeur au niveau du coût de ces CAN, s'il vous plaît ?
Dernière question sur le sujet: si j'utilise un circuit PWM commandé par mon signal à mesurer (Ve=0V donne un rapport cyclique=50%, Ve=-Vlimite donne un rapport de 0%, Ve=+Vlimite donne un rapport de 100%, linéairement), suivi par un circuit à microcontrôleur (j'en ai un avec UART, un avec USB 2.0 et un avec Ethernet et ce qu'il faut pour les programmer), qui déclencherait une interruption matérielle sur front descendant du signal PWM et une sur front montant de ce même signal pour mesurer la durée à l'état haut du signal PWM, l'erreur sur la mesure de ce temps serait de l'ordre du temps (pouvant être déterminé) d'exécution des requêtes d'interruptions et donc l'erreur sur la mesure du signal d'entrée serait dépendant de la précision du circuit PWM, et ne me reviendrait pas trop cher (sauf le PCB, vu les fréquences évoquées). Ceci fonctionnerait-il et est-ce que çà me coûterait vraiment moins cher qu'une solution de CAN déjà existante, à votre avis ?

Merci d'avance pour votre aide.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Je ne pourrais répondre à ta question.

Mais de grace, ........aére ton texte. ( retour à la ligne).

Rien de plus désagréable que de lire une ligne de ...30cms de long
et chercher du regard la ligne du dessous pour poursuivre la lecture.

Bon W E

[invitee05a3fcc]

Pour un projet perso consistant à créer un oscillo (sensibilité 10 mV, fréquence du signal d'entrée comprise entre 500 et 600 Mhz) numérique pas trop cher,

Là, on démarre fort avec des objectifs surréalistes ......pour un amateur

Dernière question sur le sujet: si j'utilise un circuit PWM commandé par mon signal à mesurer (Ve=0V donne un rapport cyclique=50%, Ve=-Vlimite donne un rapport de 0%, Ve=+Vlimite donne un rapport de 100%, linéairement),...... qui déclencherait une interruption matérielle sur front descendant du signal PWM et une sur front montant de ce même signal pour mesurer la durée à l'état haut du signal PWM,

Pour mesurer une durée, on compte une horloge avec un compteur et cette horloge est câblée avec un ET logique avec la période à mesurer.
Si cette horloge est à 1Mhz, la résolution est de 1µS et ceci, quelque soit le temps que le µC met pour lire l'état du compteur après la descente du signal et qui a déclenché la lecture , au vol, du compteur

[inviteede7e2b6]

mouaif....ton cahier des charges sous-tend une fréquence d'échantillonnage dans les 3 gigas !

peu d'industriels en sont capables ( LECROY par exemple), et à des tarifs.....

alors une bidouille amateur ? je suis septique

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite29971eb1]

alors une bidouille amateur ? je suis septique

Comme la fosse? On est pas dans la me...de

[invite739b690f]

Bonjour,

Désolé pour l'aération du texte. Est-il possible de modifier mon premier post, je ne vois pas le bouton ?

Si le cahier des charges est trop lourd pour un travail amateur, il suffit de l'alléger, j'avais prévu une marge pour le futur dans la fréquence du signal d'entrée, les signaux les plus rapides que j'ai a mesurer actuellement sont à des fréquences comprises entre 100 et 200 Mhz grand max (signaux de sortie d'un émetteur radio fm).

La période d'un signal source à 500 Mhz est de 2 ns. Celle d'un signal à 3 Ghz est de 333,33 ps.
On a donc 2.10(-9)/333,33.10(-12) = 6 échantillons par période du signal source, exact ?
Si oui, est-ce que l'on prend toujours 6 échantillons sur la période d'un signal à numériser ?

Afin de rendre possible la numérisation d'un signal à une fréquence f, à une fréquence d'échantillonage fe, et en appelant n le nombre d'échantillons par période, on a: fe = n * f.
Je présume que plus n est grand, plus l'échantillonnage est précis, donc moins la mesure est éloignée de la réalité.

Mais, avec un CAN donné, n grand implique que soit f est petit, soit fe est grand (limité par les capacités du CAN).
Donc, on peut soit augmenter la précision sur des signaux de faible fréquence, soit diminuer la précision si l'on veut mesurer un signal de fréquence plus élevée.

J'imagine que pour pouvoir monter un peu en fréquence d'échantillonnage, on pourrait utiliser plusieurs CAN, par exemple avec deux CAN échantillonant à tour de rôle à la même fréquence fe durant le même laps de temps un même signal source de fréquence f:
fe = (n * f) / 2

Bien sûr, ceci augmente la complexité du programme du microcontrôleur, le coût et le risque de défaillance du circuit...

Juste une précision, lorsque je dis fréquence, je sous-entend que le signal d'entrée est périodique, un signal quelconque n'étant pas forcément périodique (à moins de considérer que la période est infiniment grande, donc que la fréquence est infiniment petite).
Il est donc plus simple dans un premier temps de penser à un signal d'entrée périodique tel qu'une sinusoïde, non ?
Enfin, je n'en suis pas encore aux calculs, chaque chose en son temps.

Si vous trouvez mon post trop long, mal rédigé, encore trop mal aéré ou que mon raisonnement est trop illogique, irréaliste ou "disparate" (j'ai tendance à "vadrouiller" dans plusieurs directions simultanément au lieu de suivre une ligne de conduite à la fois), n'hésitez pas à me le dire, je ne demande qu'à m'améliorer.

Si je devais m'en acheter un vrai d'oscillo, j'y serais dans la fosse septique

Encore une fois, merci à tous pour votre aide et le temps que vous offrez à ceux qui en ont besoin.

[inviteede7e2b6]

curieux que la métrologie ne soit plus enseignée....

la sortie d'un TX radio étant largement périodique, elle ne nécessite pas un oscilloscope ; mais un analyseur de spectre... lequel se trouve facilement d'occase à ces fréquences

[inviteede7e2b6]

Comme la fosse? On est pas dans la me...de

je me suis demandé qui allait gagner la queue du Mikey aprés mon message.


c'est donc toi

[invite739b690f]

Un analyseur de spectre ? Oui, pas pensé à çà.

Avantages: moins cher qu'un oscillo et c'est tout fait.
Inconvénient: peut-on s'en servir pour d'autres types de signaux ?

Avec l'oscillo (instrument que je connais, contrairement à un analyseur de spectre, déjà vu un mais jamais manipulé), je peux ne pas me limiter à un signal de TX radio, je peux aussi visualiser d'autres signaux (comme ceux d'une alim, pour vérifier les temps de montée, descente, stabilité, qualité -bruit-, ceux aux bornes d'un montage à AOP, etc).

Pour les signaux numériques, il faut utiliser un analyseur logique, je n'en ai pas l'utilité pour le moment, la base étant, après le multimètre, l'oscillo, enfin, à mon sens.

Avantage supplémentaire d'un oscillo artisanal: j'en connaitrais le fonctionnement interne, ainsi que ses limites.

J'avoue être plutôt curieux, et comme j'en ai besoin d'un, autant m'en concevoir et fabriquer un moi-même, quitte à ce qu'il soit moins performant et moins ergonomique qu'un oscillo commercial.
En plus, il devrait me couter un peu moins cher (je sais qu'on en trouve d'occaz pour pas trop cher) bien qu'il ne fera sans doute que le strict minimum.

Petite question: la métrologie ? C'est comment effectuer telle ou telle mesure, avec tel ou tel instrument, tout en connaissant l'erreur de mesure relative à l'instrument utilisé afin de permettre une analyse correcte de ces mesures, c'est bien çà ?

Si oui, et bien, il y en a un paquet d'heures en DUT Mesures Physiques, mais pas en DUT GEII, où on se sert principalement de l'oscillo, de GBF, de pinces ampèremétriques, de multimétres, en ayant seulement une idée des impédances d'entrée, par exemple.

Donc, j'avoue être un peu dans la panade en ce qui concerne les différentes caractéristiques des appareils du commerce (j'ai un DUT GEII, tout frais).

[inviteede7e2b6]

pour faire rapide ,

l'oscilloscope affiche un signal fonction du temps

l'analyseur de spectre , analyse un signal en fonction de la fréquence de ses harmoniques.

la déformation de la sinus vue à l'oscilloscope crée des harmoniques , harmoniques qu'on peut calculer par un produit de convolution sur l'équation du signal, MAIS comme on ne connais pas l'équation du signal l' AS est l'appareil adapté au contexte.

EN PRATIQUE , un labo d'elec se doit de disposer d'un oscilloscope , mais si le dit labo touches au domaines des HF de manières pointues , un AS est indispensable.

[Antoane]

Bonjour,

J'avoue être plutôt curieux, et comme j'en ai besoin d'un, autant m'en concevoir et fabriquer un moi-même, quitte à ce qu'il soit moins performant et moins ergonomique qu'un oscillo commercial.
En plus, il devrait me couter un peu moins cher (je sais qu'on en trouve d'occaz pour pas trop cher) bien qu'il ne fera sans doute que le strict minimum.

Je dirais qu'au contraire, tu auras un Rigol (voir même un Hameg à tube -- sans la facilité de dépannage) pour le prix d'un Agilent...

Concernant la comparaison de prix Oscillo/analyseur de spectre, tu trouves des tas d'oscillos 500MHz tandis que les analyseurs de spectre... c'est plus rare ; le cout va en faveur de l'oscillo (pour ce que tu veux faire). D'ailleurs, beaucoup d'oscilloscopes numériques ont une fonction FFT.

A mon avis, tu ne comprendras bien les limites de ta machines qu'avec de bonnes bases de théorie du signal. A l'opposé, les limites d'un appareil du marché sont parfaitement connues et on trouve pléthore de notes d'applications les détaillant.

[invite739b690f]

Ok.

Donc, dans un premier temps, mettre encore un peu de sous sous de côté pour un oscillo d'occaz, puis ensuite pour un analyseur de spectre d'occaz aussi. Pour un budget total d'approximativement 400-500€, il devrait y avoir moyen de trouver quelque chose de correct pour ce prix.
Et puis, en attendant d'avoir le budget complet, j'aurais le temps d'étudier et comprendre les différentes caractéristiques afin de na pas prendre un instrument inadapté.

Merci pour toutes les infos et vos conseils avisés.

Je pense que reviendrai toutefois à vous au sujet de la conversion, une fois équipé, j'aimerais bien expérimenter la conversion A/N avec un circuit PWM suivi d'une horloge et d'un compteur connectés par une porte et, juste par curiosité.

Une toute dernière question, promis: comment modifier le titre du sujet pour le marquer [Résolu] ?

En tous cas, une bonne soirée à tous, et encore merci.

[Antoane]

Pour faire la conversion A/D d'un signal de fréquence f par PWM, il faut un générateur de rampe (et une belle rampe*) de fréquence mini 2f, un comparateur qui tienne la route, puis une horloge d'au moins 10*2f pour déterminer le rapport cyclique. C'est "facile" à mettre en œuvre si c'est intégré sur une petite plaquette de silicium, mais sans doute un peu plus chaud (mais fun) en discret !

* : qu'il sera sans doute nécessaire de faire de manière numérique, avec un compteur, ce qui revient directement à une conversion A/D simple rampe.

Pas la peine de passer en "résolu" (d'ailleurs tu peux pas, ça doit passer par un modérateur), le fil va lentement s'enfoncer dans les archives du forum.