Présentation
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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VERSIONS
- Version archivée 2 de févr. 2010 par Claude PRÉVOT
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Produits intégrant des CAN ou des CNA3. Technologies des CAN et des CNA
Le lecteur pourra utilement se reporter à l’article Microélectronique [E 2 400] dans le présent traité.
Le marché de la conversion de données s’est beaucoup développé ces dernières années. Les exigences des convertisseurs, tant au niveau des performances que des coûts ou de l’encombrement, ont amené les industriels et les universitaires à étudier de nouvelles architectures et des technologies spécifiques. Les CAN/CNA sont aujourd’hui réalisés sur une seule puce (monolithique). Ils bénéficient des avantages d’une intégration poussée, c’est-à-dire d’une augmentation de la densité et de la vitesse, et d’une consommation moindre. Aujourd’hui, beaucoup de CAN/CNA sont de véritables systèmes qui comprennent à peu près tout ce qui est analogique (multiplexeurs, échantillonneurs-bloqueurs, etc.) mais également du numérique avec du traitement du signal (correction d’erreur, moyennage, calibrage). Ils utilisent souvent une tension d’alimentation unique de 5 V, voire de 3,3 V, en gardant une grande rapidité, mais parfois aussi des tensions plus basses, par exemple 1,8 V, avec quelques milliwatts de consommation pour des produits dans la gamme des dizaines de kSPS avec 14 bits et quelques microwatts pour du 16 bits à quelques échantillons par seconde.
Les boîtiers sont, comme pour tous les composants, de plus en plus petits et montés en surface. Les tailles varient : du modèle SOT23-x (x, nombre de broches = 6 à 8) pour les plus simples, avec évidemment une interface série, à des PQFP avec 52 broches au pas de 0,8 mm et des interfaces parallèles rapides de type LVDS. Les boîtiers type CSP (Chip Size Package ) et contacts type leadless ou BGA (Ball Grid Array ) permettent une intégration maximale dans le boîtier en diminuant le ratio surface de boîtier/surface de puce.
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Technologie monolithique
À peu près toutes les technologies monolithiques sont utilisables pour faire des convertisseurs : CMOS, BiCMOS et bipolaire. Pour les convertisseurs, la technologie monolithique représente la totalité des produits.
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Process CMOS
Le CMOS (MOS complémentaire) offre la consommation la plus basse et le...
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