Augmenter la résolution d’un CAN par suréchantillonnage et décimation

samedi 2 janvier 2010
par  Christian

Pourquoi suréchantilloner ? Un exemple :

Les fonctions devant effectuer une conversion analogique numérique sur une grande plage avec une grande résolution nécessitent des convertisseurs analogiques numériques souvent coûteux.

 Un exemple : mesure de température 

On souhaite mesurer une température entre 0°C et 50°C avec une résolution de 0,1°C, le μC utilisé est un PIC18 MICROCHIP équipé d’un CAN 10bits avec Vref=5v.

L’étalonnage sera effectué par une correction logicielle, la résolution dépendant exclusivement du CAN. Le quantum du CAN est ici 4.88mv (Vref =5v)

Pour une mesure de température entre 0°C et 50°C, vt évolue de 500mV à 1v. La résolution de la mesure serait donc insuffisante.

Une solution consiste à réduire Vref. Pour obtenir une résolution de 0,1°C il faut q≤1mV d’où Vref≤210*1mV donc Vref≤1,024v. Le data sheet du PIC18F452 donne Vrefmin=1,8v ! donc impossible

Il est possible d’amplifier et décaler cette tension afin qu’elle entre dans la plage maximale du CAN (0v-5v) mais cela au prix d’une électronique de traitement de signal complexe, onéreuse, analogique donc avec une tolérance sur les composants discrets.

Une autre solution consiste à utiliser un CAN avec une plus grande résolution mais donc plus onéreux et surtout extérieur au microcontrôleur, augmentant ainsi la consommation et réduisant la fiabilité.

En faisant le calcul inverse on en déduit qu’il faudrait un convertisseur 13 bits

Une troisième solution consiste à augmenter le nombre de bits effectif (Effective Number Of Bits ou ENOB) par suréchantillonnage, c’est cette technologie qui est présentée ici.

 


Documents joints

Surechantillonnage et décimation
Surechantillonnage et décimation