Convertisseur analogique-numérique double rampe

Le convertisseur analogique-numérique double rampe est un dispositif électronique qui transforme une tension en un temps, les 2 grandeurs étant proportionnelles. Ce temps peut ensuite être numérisé à l'aide d'un compteur.

HistoriqueModifier

FonctionnementModifier

Ce type de convertisseur fonctionne en deux étapes :

  • Première étape : intégration de la tension à mesurer   pendant une durée   fixe appelée période d'intégration.

L'interrupteur K1 est fermé et l'interrupteur K2 est ouvert.

  • Comme on peut le constater en observant le schéma et les courbes ci-dessus, cette intégration a pour effet de fournir une tension en sortie de l'intégrateur qui est égale à la tension aux bornes du condensateur et qui a pour expression :
 
  • Si cette tension   atteint une valeur égale à  , un circuit logique impose, soit un changement de calibre pour les appareils à calibrage automatique (en anglais : autorange), soit l'affichage d'un signal de dépassement.


  • Deuxième étape : décharge à courant du condensateur.

L'interrupteur K2 est fermé et l'interupteur K1 est ouvert. Le montage se comporte alors comme un générateur de courant constant  . Ce courant décharge le condensateur C.

  • C'est lors de cette seconde étape qu'a lieu la conversion analogique-numérique proprement dite : un compteur échantillonne la durée ∆tx nécessaire à la décharge complète du condensateur. Les courbes montrent bien que cette durée est proportionnelle à la valeur de la tension atteinte à la fin de l'étape 1.
  • Si certaines conditions (fréquence de la tension vx suffisante, ...) sont respectées, cette durée est proportionnelle à la valeur moyenne de la tension d'entrée.

PerformancesModifier

Ce type de convertisseur ne peut numériser précisément la valeur moyenne d'une tension qu'à condition que l'une des relations Tint >> T ou Tint = nT avec n entier soit vérifiée. De ce fait, ces appareils sont toujours limités dans le domaine des basses fréquences à quelques dizaines de Hz. C'est aussi une des raisons qui a conduit les constructeurs à utiliser comme durée d'intégration (généralement 100 ms) un multiple commun aux deux périodes de distribution utilisées dans le monde : 100 ms = 5 x 20 ms = 6 x 16,66 ms.

Ce convertisseur constitue le circuit de base des voltmètres numériques

Voir aussiModifier

Convertisseur analogique-numériqueModifier