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Unconvertisseur numérique-analogique (CNA, deN/A pour numérique vers analogique ou, en anglais,DAC, deD/A pourDigital to Analog Converter) est uncomposant électronique dont la fonction est de transformer une valeurnumérique (codée sur plusieursbits) en une valeuranalogique proportionnelle à la valeur numérique codée.
Généralement la sortie du convertisseur est unetension électrique, mais certains convertisseurs ont une sortie en courant.
Il existe plusieurs solutions pour créer un signal analogique à partir d'un système numérique. Elle se divise en deux catégories, celles à sortie pseudo analogique (le signal en sortie contient le message analogique, mais d'autres signaux s'ajoutent à lui) ou à sortie analogique. Dans ce dernier cas, on utilise généralement des convertisseurs à réseau de résistances.
Le principe de lamodulation de largeur d'impulsion (MLI, ou PWM en anglais) est de créer unsignal d'horloge dont lerapport cyclique est variable et proportionnel à la valeur codée.
Si l'on extrait la moyenne de ce signal (au moyen d'unfiltre passe-bas), on obtient une valeur analogique proportionnelle à ce rapport cyclique.
La conversion analogique à réseau de résistances ouéchelle de résistances repose sur le principe de la division des tensions (pont diviseur pour le réseau unaire) ou de division des courants (réseau R/2R). Dans tous les cas, un étage d'adaptation d'impédance suit le montage résistif pour qu'une charge en sortie ne perturbe pas la conversion.
Le principe est de créer une valeur analogique en pondérant le poids de chaquebit d'information, selon la formule :
avec :
Différents types de réseaux peuvent être utilisés :
On utilise une seule valeur de résistance et autant de résistances qu'il y a de valeurs de sortie possibles, montées enpont diviseur. Cette méthode assure une parfaitemonotonicité de la valeur de sortie mais n'est intéressante que pour les petits nombres de bits, car elle requiert un nombre exponentiel de résistances et commutateurs ().
On utilise des résistances de différentes valeurs, la valeur de chaque résistance correspond au poids binaire de chaque bit. Cette méthode requiert une grande précision sur la valeur des résistances desbits de poids fort (MSB), surtout si le nombre de bits est important[1].
On réalise une échelle avec un faible nombre de valeurs de résistances. Cette méthode est plus adaptée à la fabrication sursilicium[1].
On peut également associer les différentes méthodes afin d'obtenir une précision correcte sans impliquer de ressources trop importantes, généralement coder lesbits de poids fort avec un réseau de résistances unaire et lesbits de poids faible avec un réseau de résistances binaire.
Cartes son, modems, TV, Hi-Fi, etc.
Les CNA sont largement utilisés dans les équipements audio tels que les lecteurs de musique numérique, les haut-parleurs, les amplificateurs audio, les consoles de mixage, pour convertir des signaux audio numériques en signaux analogiques qui peuvent être entendus par nos oreilles.
Dans les réseaux de télécommunications, les CNA sont utilisés pour convertir des signaux numériques en signaux analogiques qui peuvent être transmis sur des lignes téléphoniques analogiques, descâbles coaxiaux, ou via des signaux radio analogiques.
Les CNA sont utilisés dans les modems analogiques pour convertir des données numériques en signaux analogiques pouvant être transmis sur des lignes téléphoniques analogiques. Ils sont également présents dans les équipements de commutation des réseaux téléphoniques pour convertir les signaux de commande numériques en signaux analogiques pour la commutation des appels.
Les CNA sont présents dans les téléviseurs, leslecteurs de DVD, les caméscopes et d'autres appareils vidéo pour convertir des signaux vidéo numériques en signaux analogiques afin d'afficher des images et des vidéos sur des écrans analogiques.
Les CNA sont utilisés dans des instruments de mesure et de test pour convertir des données numériques (telles que la température, la pression, la tension) en signaux analogiques qui peuvent être affichés ou enregistrés.
Dans l'automatisation industrielle et la robotique, les CNA sont utilisés pour générer des signaux de commande analogiques qui contrôlent la vitesse et la position desmoteurs électriques et des actionneurs.
Les émetteurs radio et les équipements de diffusion utilisent des CNA pour convertir des signaux audio numériques en signaux radio analogiques qui peuvent être diffusés.
De nombreux appareils électroniques grand public, tels que les smartphones, les tablettes, les télécommandes, les consoles de jeu, les montres intelligentes, contiennent des CNA pour générer des signaux audio, vidéo ou d'autres signaux analogiques.
Les systèmes de communication, de navigation et de surveillance utilisent des CNA pour générer des signaux analogiques utilisés dans des applications militaires et aérospatiales.
Les laboratoires de recherche et les institutions éducatives utilisent des CNA dans diverses expériences et travaux de recherche impliquant des signaux analogiques.
