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Convertisseur analogique/numérique
samedi 27 septembre 2008, par gerla
Principe et effet de la conversion A/N

L’étude proposée repose sur les paragraphes présentés dans les manuels Techniques audiovisuelles et multimédias (TAVM, tome 1) et Cours de télévision (Dunod).

Il est possible de se procurer ces volumes chez (JPG) Dunod Editeur et dans toutes les bonnes librairies.

Le diaporama en fichier joint est une introduction à l’étude des convertisseur analogique/numérique (CAN) ou analog/digital converter (ADC).

Objectif : Comprendre les techniques de conversion analogique/numérique.

1- Introduction : signal analogique

1.1 Les caractéristiques des signaux audio et vidéo (amplitude, bande de fréquences, forme d’onde) sont déterminantes dans le choix d’un convertisseur. Résumer les principales caractéristiques de signaux audio et vidéo (dans un tableau).

1.2 Rappeler les objectifs de la numérisation du signal.

(JPG)
Capture signal

2- Convertisseur analogique/numérique CAN

2.1 Nommer chaque fonction du CNA.

(JPG)
Principe CAN

2.2 La structure du convertisseur est précédée d’un filtre passe-bas. Quel nom est habituellement donné à ce filtre et quel est son rôle ?

Eléments de réponse : voir les figures 2.3 et 2.4 et texte de TAVM (tome 1). Ces éléments décrivent le spectre du signal échantillonné.

2.3 Enoncer le théorème de Shannon/Nyquist. Définir ce qu’est la bande de Nyquist.

Eléments de réponse : voir le paragraphe 6.5.1 du Cours de télévision.

3- Caractéristiques et performances du CAN

La conversion analogique/numérique présente des avantages et quelques inconvénients, variables en fonction des paramètres de fonctionnement.

3.1. Définir le pas de quantification. Les échantillons étant codés sur 8 bits, calculer le nombre de niveaux différents qui peuvent être codés.

Eléments de réponse : voir la figure 2.8 et texte de TAVM (tome 1) .

Lors d’un codage sur 8 bits (1 octet), le convertisseur analogique / numérique (CAN) dispose de 28 = 256 niveaux de tensions auxquels on compare les échantillons successifs.

3.2 Déterminer ce qu’est le bruit de quantification. Comment est-il possible de le réduire ?

Eléments de réponse : voir la figure 2.10 et texte de TAVM (tome 1).

3.3 Qu’appelle-t-on alignement des signaux analogiques à numériser ?

Eléments de réponse : voir la figure 6.21 et texte joint du Cours de télévision. On y décrit le principe de l’alignement synchronisé ou clamp. Dans le CNA, on ne dispose pas de sandcastle. Le niveau de burst key est alors remplacé par une impulsion d’alignement Voir également la figure 6.25 et le paragraphe correspondant.

3.4 Convertisseur linéaire (PCM ou LPCM) et convertisseur delta-sigma. Principe et différences.

Eléments de réponse : voir les figures 2.8 et 2.9 et texte de TAVM (tome 1). Voir également les développements du paragraphe 2.4 et, en particulier, les figures 2.28 et 2.29.

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