Conversion A/N et N/A

Apprenez la résolution d'un ADC, le théorème d'échantillonnage, les différences entre architectures flash et à approximations successives, ainsi que l'erreur de quantification, avec des QCM.

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Conversion A/N et N/A : points clés

Un convertisseur analogique-numérique (ADC) transforme un signal analogique en valeurs numériques, et un convertisseur numérique-analogique (DAC) fait l'inverse. Ils interviennent partout où les signaux du monde réel rencontrent le traitement numérique : capteurs, communications, audio.

Les performances de base sont la résolution (nombre de bits) et la vitesse de conversion. Retenez le théorème d'échantillonnage, l'erreur de quantification et les caractéristiques de chaque architecture : flash, approximations successives, delta-sigma.

Toutes les questions sur Conversion A/N et N/A (50)

  1. Combien de niveaux de sortie un convertisseur analogique-numérique (CAN) 8 bits peut-il représenter ?
  2. Quelle fréquence d'échantillonnage est nécessaire pour échantillonner sans repliement de spectre (aliasing) un signal analogique contenant des composantes jusqu'à 20 kHz ?
  3. Quelle caractéristique d'un CAN de type flash est correcte ?
  4. Quel fonctionnement d'un CAN à approximations successives (SAR) est correct ?
  5. Quelle est la valeur maximale de l'erreur de quantification d'un CAN idéal ? (LSB : tension correspondant à un bit de poids faible)
  6. Quelle caractéristique d'un CAN ΔΣ (delta-sigma) est correcte ?
  7. Quelle tension correspond à 1 LSB pour un CAN de 10 bits de résolution avec une pleine échelle d'entrée de 1,024 V ?
  8. Quel type de filtre est utilisé comme filtre anti-repliement placé en amont d'un CAN ?
  9. Quelle caractéristique d'un CNA à réseau R-2R est correcte ?
  10. Quel est le rôle de l'échantillonneur-bloqueur placé en amont d'un CAN ?
  11. Quelle est l'expression approchée du rapport signal sur bruit (SNR) d'un CAN idéal de N bits, déterminé par le bruit de quantification ? (pour une entrée sinusoïdale pleine échelle)
  12. Quelle caractéristique du CAN double rampe, souvent utilisé dans les multimètres numériques, est correcte ?
  13. Quelle définition de la non-linéarité différentielle (DNL) d'un CAN est correcte ?
  14. Comment appelle-t-on le défaut d'un CAN dans lequel un code de sortie n'apparaît jamais, quelle que soit la variation de l'entrée ?
  15. Quelle caractéristique du CNA à aiguillage de courant (current steering), très utilisé dans les CNA rapides, est correcte ?
  16. Quel indicateur exprime les performances d'un CAN réel, bruit et distorsion compris, en nombre de bits d'un CAN idéal équivalent ?
  17. Quel CAN répartit la conversion sur plusieurs étages traités à la chaîne pour concilier vitesse élevée et résolution moyenne à élevée ?
  18. Quelle amélioration du bruit de quantification obtient-on en quadruplant la fréquence d'échantillonnage par simple suréchantillonnage, sans mise en forme du bruit ?
  19. Pourquoi la fluctuation temporelle (gigue) de l'horloge d'échantillonnage pose-t-elle problème lors de la conversion de signaux haute fréquence ?
  20. Lorsqu'un microcontrôleur génère une tension analogique en faisant passer un signal PWM dans un filtre passe-bas, quel paramètre détermine la tension de sortie ?
  21. Quelle est la signification de « MS/s (MSPS) », qui exprime la vitesse de conversion d'un CAN ?
  22. Dans la caractéristique entrée-sortie d'un CAN, comment appelle-t-on l'erreur par laquelle la sortie s'écarte de 0 lorsque l'entrée est nulle ?
  23. Quel avantage présente une entrée différentielle pour un CAN ?
  24. Dans un CAN ΔΣ, quel circuit numérique convertit la sortie quantifiée rapide et grossière en données haute résolution à faible fréquence d'échantillonnage ?
  25. Comment appelle-t-on l'erreur transitoire en forme de pointe qui apparaît en sortie d'un CNA à l'instant où le code d'entrée change ?
  26. Quelle architecture fait fonctionner alternativement plusieurs CAN avec des instants légèrement décalés pour obtenir globalement une vitesse d'échantillonnage élevée ?
  27. Quelle est la principale raison de placer un circuit de commande (driver), par exemple un amplificateur opérationnel, devant l'entrée d'un CAN SAR ?
  28. Quelle architecture est utilisée comme CNA interne dans de nombreux CAN SAR ?
  29. Quelle caractéristique d'un CNA à chaîne de résistances, constitué de nombreuses résistances en série, est correcte ?
  30. Parmi les architectures de CAN, laquelle est classée dans les convertisseurs à suréchantillonnage ?
  31. Quelle est la fonction d'un convertisseur analogique-numérique (ADC) ?
  32. Quel exemple d'utilisation d'un convertisseur numérique-analogique (DAC) est le plus approprié ?
  33. Pour un CAN de plage d'entrée identique, que se passe-t-il lorsqu'on augmente la résolution (nombre de bits) ?
  34. Quelle définition de l'« échantillonnage » dans la conversion analogique-numérique est correcte ?
  35. Comment appelle-t-on l'erreur produite par la « quantification » dans la conversion analogique-numérique ?
  36. Quelle est la fréquence d'échantillonnage du CD audio ?
  37. Quelle définition de la non-linéarité intégrale (INL) d'un CAN est correcte ?
  38. Quelle définition de l'erreur de gain d'un CAN est correcte ?
  39. Que signifie qu'un CNA « est monotone » ?
  40. Quel est l'inconvénient du CNA à résistances pondérées, qui attribue à chaque bit une résistance de poids différent (R, 2R, 4R…) ?
  41. Combien de comparateurs faut-il pour un CAN flash de 3 bits ?
  42. Si une sinusoïde de 10 kHz est échantillonnée à 12 kHz sans filtre anti-repliement, à quelle fréquence apparaît-elle ?
  43. Quelle définition de la SFDR (plage dynamique sans raie parasite), indicateur de performance d'un CAN, est correcte ?
  44. Combien de comparaisons un CAN SAR de N bits effectue-t-il fondamentalement par conversion ?
  45. Quelle définition du « temps d'acquisition » d'un échantillonneur-bloqueur est correcte ?
  46. Quelle technique échantillonne volontairement un signal de fréquence centrale 70 MHz et de bande 10 MHz à une fréquence inférieure, réalisant en même temps une transposition de fréquence ?
  47. Quel est le principal objectif de l'ajout volontaire d'un faible bruit (dither) avant la conversion analogique-numérique ?
  48. Quel est l'effet de l'augmentation de l'ordre du modulateur d'un CAN ΔΣ (par exemple du 1er au 2e ordre) ?
  49. Dans un CAN à entrelacement temporel, quel problème est causé par les écarts (désappariements) d'offset, de gain et de synchronisation entre les CAN ?
  50. Quelle définition du code « binaire décalé » (offset binary), utilisé par les CAN traitant des tensions positives et négatives, est correcte ?

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