Convertisseur numérique-analogique

Pour les articles homonymes, voir Convertisseur et CNA.

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Un convertisseur numérique-analogique (CNA, de N/A pour numérique vers analogique ou, en anglais, DAC, de D/A pour Digital to Analogic) est un composant électronique dont la fonction est de transformer une valeur numérique (codée sur plusieurs bits) en une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique codée. Le plus souvent, la valeur codée sera une tension électrique.

Il existe plusieurs solutions pour créer un signal analogique à partir d'un système numérique.

Modulation de largeur d'impulsion

Le principe de la modulation de largeur d'impulsion (MLI, ou PWM en anglais) est de créer un signal d'horloge dont le rapport cyclique est variable et proportionnel à la valeur codée.

Si l'on extrait la moyenne de ce signal (au moyen d'un filtre passe-bas), on obtient une valeur analogique proportionnelle à ce rapport cyclique.

Réseau de résistances

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Le principe est de créer une valeur analogique en pondérant le poids de chaque bit d'information. Diverses méthodes existent :

Principe général 

$V_{out} = k * V_{ref} * \sum_{i=1}^n \left ( 2^{n-i}*a_{n-i} \right )$

$V_{ref} =$ maximum de la conversion

$k =$ rapport de proportionnalité

$n =$ nombre de bits du convertisseur

$a_n =$ valeur du bit n (1 ou 0)

Méthodes de conversion

1. Le réseau unaire : le nombre de résistances associées à un bit correspond au poids de chaque bit ($2^n-i$ résistances pour coder le bit $a_{n-i}$). Cette méthode assure la monoticité de la valeur du signal mais requiert un nombre important de résistances (et interrupteurs).
2. Le réseau binaire : la valeur de chaque résistance correspond au poids de chaque bit. Cette méthode requiert une grande précision sur la valeur des résistances des bits MSB, surtout si le nombre de bits est important.
3. Le réseau R-2R : on réalise une échelle avec un faible nombre de valeurs de résistances. Cette méthode est plus adaptée à la fabrication sur silicium.

On peut également associer les méthodes afin d'augmenter la précision sans demander des ressources trop importantes. Il faut pour cela coder les bits de poids fort en unaire et les bits de poids faible en binaire.^{[pas clair]}

Usage

Cartes son, modems, TV, Hi-Fi, etc.

Fabricants de convertisseurs

CNA Philips d'un lecteur CD.

• C cube
• Wolfson Microelectronics
• Analog Devices
• NXP, anciennement Philips (TriMedia)
• Conexant
• Burr-Brown (PCM1704U-K)
• Cirrus Logic ((en) Delta-Sigma)
• Crystal
• Texas Instruments (PCM1794)
• C-Media (CMI8768/PCI)
• Sigmatel (ST9460)
• Euphia
• Asahi Kasei

Les modulations

Audio

• PDM (Pulse Density Modulation)
• PWM (Pulse Width Modulation)
• delta-sigma ((en) Delta-sigma modulation)
• delta
• Nyquist
• DFT (Discrete Fourier Transform)
• FFT (Fast Fourier Transform)

Vidéo

• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
• SK Shift Keying (BP, QP, F, P phase)
• QAM (16, 32, 64)
• FOK

Voir aussi

Articles connexes

• Quantification
• RAMDAC, convertisseur numérique-analogique pour la vidéo
• Convertisseur analogique-numérique, la fonction inverse

Liens externes

• Conversion numérique analogique (animation)
• (en) All about legendary Burr Brown PCM63 digital-to-analog converter, site officiel
• Caméras hi8, sur le site camera-hi8.blogspot.fr