Convertisseur numérique-analogique

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.

La conversion analogique à réseau de résistances ou échelle 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.

Convertisseur numérique analogique 3 bits à réseau unaire

Convertisseur numérique analogique 3 bits à réseau binaire

Convertisseur numérique analogique 3 à réseau échelle - R2R

Le principe est de créer une valeur analogique en pondérant le poids de chaque bit d'information, selon la formule :

${\displaystyle V_{out}=k.V_{ref}.\sum _{i=1}^{n}\left(2^{n-i}.a_{n-i}\right)}$

Avec :

• ${\displaystyle V_{ref}=}$ maximum de la conversion
• ${\displaystyle k=}$ rapport de proportionnalité
• ${\displaystyle n=}$ nombre de bits du convertisseur
• ${\displaystyle a_{n}=}$ valeur du bit n (1 ou 0)

Différents types de réseaux peuvent être utilisés :

réseau unaire

on utilise une seule valeur de résistance et autant de résistances qu'il y a de valeurs de sortie possibles, montées en pont diviseur. Cette méthode assure une parfaite monotonicité 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 (${\displaystyle 2_{n}-1}$);

réseau binaire

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 des bits de poids fort (MSB), surtout si le nombre de bits est important[1] ;

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[1].

On peut également associer les différentes méthodes afin d'obtenir une précision correcte sans impliquer de ressources trop importantes, généralement coder les bits de poids fort avec un réseau de résistances unaire et les bits de poids faible avec un réseau de résistances binaire.

• Quantification ;
• RAMDAC, convertisseur numérique-analogique pour la vidéo ;
• Convertisseur analogique-numérique, la fonction réciproque du convertisseur numérique-analogique

• Conversion numérique analogique (animation)
• (en) All about legendary Burr Brown PCM63 digital-to-analog converter, site officiel
• Panorama des DAC USB (CultureHD)