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Auteur(s)
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Claude PRÉVOT : Responsable des produits de conversions analogique-numérique et numérique-analogique à Thales Research & Technology France
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le marché et les applications à fort volume et faible coût ont permis et obligé l’industrie à développer, pour chaque application, le meilleur produit possible. Au fur et à mesure de l’amélioration des technologies, du développement du marché, les solutions évoluent et les produits sont en général de plus en plus intégrés. Par exemple, on peut voir les modems xDSL qui passent d’une carte complète avec de multiples composants de différentes familles à un seul composant en quelques années. Il en est de même pour le téléphone portable qui voit ses premières réalisations en un seul composant.
Les principaux critères à satisfaire pour suivre le marché et assurer la baisse des coûts sont : vitesse, consommation, précision, taille, intégration.
Dans les produits complexes, on retrouve, presque toujours, les interfaces avec le monde extérieur en analogique. Les signaux d’entrée viennent en général des capteurs et les signaux de sortie vont, en général, vers les actionneurs. Les convertisseurs AN sont en général associés aux capteurs et les NA aux actionneurs.
Cet article sur les conversions analogique-numérique et numérique-analogique se compose de trois parties :
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Conversions analogique-numérique et numérique-analogique (partie 1) : Principes ;
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Conversions analogique-numérique et numérique-analogique (partie 2) : Description technique et architectures ;
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[E 372] : Marché, technologie et applications.
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- Version archivée 2 de févr. 2010 par Claude PRÉVOT
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Technologies des CAN et des CNA2. État de l’art des CAN et CNA
2.1 État de l’art des CAN sur le marché
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Les techniques de CAN se sont développées en fonction des exigences et des besoins du marché et vont des convertisseurs à rampe pour les basses fréquences aux CAN flash pour les hautes fréquences. Les premiers reposent sur une conversion en série, les seconds sur une conversion en parallèle. Entre ces deux extrêmes se sont développées des techniques par approximations successives pour des vitesses moyennes, et pipeline ou subranging (à 2, 3 ou N étages) pour des vitesses plus élevées. Les très hautes résolutions sont fournies par les Sigma-Delta (ΣΔ).
L’architecture et la technologie utilisées résultent, dans chaque cas, de la recherche du meilleur compromis performance/en- combrement/prix/consommation. La dernière décennie (1990-2000) a vu la disparition totale des technologies hybrides qui étaient extrêmement chères au profit des technologies monolithiques, permettant un coût de série très bas et un fort volume de production. En particulier, les architectures ont été développées et adaptées pour pouvoir utiliser la technologie CMOS qui domine le marché, profitant ainsi des énormes investissements faits sur cette technologie.
Pour des CAN grand public tels ceux de l’audionumérique, on trouvera du monolithique CMOS Sigma-Delta qui se prête bien à la production de série avec des coûts bas et de faibles consommations. Le domaine des communications, la TV numérique font appel aux architectures pipelines toujours en monolithique CMOS. Cela permet ainsi l’intégration de ces convertisseurs dans les ASIC dédiés au Set Top Box.
Pour certaines applications d’électronique professionnelle comme les oscilloscopes, qui exigent une fréquence au-delà du gigahertz, les fabricants font appel aux technologies bipolaire, BiCMOS et éventuellement à des matériaux SiGe, AsGa qui permettent les vitesses les plus élevées.
Sur la figure 2, on peut voir les domaines accessibles aux CAN suivant les différentes architectures.
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Dans le tableau 2 sont données quelques performances de CAN disponibles sur le marché. Les bits sont les bits de résolution, les consommations et les prix de ces produits ne sont pas directement comparables [technologies et architectures différentes, volumes de production complètement différents...
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