Skip to content
Omnikalc

Calculer la résolution d'un convertisseur analogique-numérique

Trouvez le quantum (LSB), le code de sortie, le rapport signal/bruit idéal et la dynamique d'un convertisseur analogique-numérique, ainsi que le nombre de bits effectifs à partir d'un SINAD mesuré.

Mis à jour le
Vos paramètres
bits

Valeur hors limites

V

Valeur hors limites

V

Valeur hors limites

dB

Valeur hors limites

Résultats

Quantum (LSB)

0,8057 mV

Code de sortie (décimal)

2 048

Nombre de niveaux
4 096
SNR idéal (6,02 N + 1,76)
74,0 dB
Dynamique (20 log 2^N)
72,2 dB
Nombre de bits effectifs (ENOB) d'après le SINAD
11,34 bits

Ce que signifie la résolution d’un ADC

Un convertisseur analogique-numérique (ADC, ou CAN) fait correspondre une tension comprise entre 0 et sa tension de référence Vref à 2^N codes numériques, N étant le nombre de bits. Le plus petit pas qu’il distingue est un quantum, ou LSB (bit de poids faible) :

LSB = Vref ÷ 2^N

Le code de sortie pour une tension d’entrée vaut code = partie entière(Ve ÷ Vref × 2^N), plafonné à 2^N − 1.

Exemple

Un ADC 12 bits avec une référence de 3,3 V :

  • niveaux : 2^12 = 4 096 ;
  • quantum : 3,3 ÷ 4 096 ≈ 0,806 mV ;
  • une entrée de 1,65 V donne le code 2 048, le milieu de l’échelle ;
  • SNR idéal : 6,02 × 12 + 1,76 ≈ 74 dB.

Bruit de quantification et SNR

L’arrondi au code le plus proche ajoute une erreur pouvant atteindre un demi-quantum. Pour un sinus pleine échelle, ce bruit de quantification limite le rapport signal/bruit à :

SNR idéal = 6,02 × N + 1,76 dB

Chaque bit supplémentaire apporte environ 6 dB. La dynamique, 20 × log10(2^N), vaut environ 6,02 dB par bit.

Bits Niveaux Quantum sous 3,3 V SNR idéal
8 256 12,9 mV 49,9 dB
10 1 024 3,22 mV 62,0 dB
12 4 096 0,806 mV 74,0 dB
16 65 536 50,4 µV 98,1 dB
24 16,8 millions 0,197 µV 146,2 dB

Nombre de bits effectifs (ENOB)

Un convertisseur réel ajoute du bruit thermique, de la distorsion et de la gigue d’horloge. Les fiches techniques donnent le SINAD (signal sur bruit et distorsion), d’où la résolution effective :

ENOB = (SINAD − 1,76) ÷ 6,02

Un ADC 12 bits avec un SINAD mesuré de 70 dB a un ENOB d’environ 11,3 bits.

Conseils

  • Adaptez la plage d’entrée à la référence : un signal qui n’utilise qu’un quart de l’échelle perd deux bits.
  • Une référence stable et peu bruitée compte autant que le nombre de bits.
  • Filtrez l’entrée sous la moitié de la fréquence d’échantillonnage pour éviter le repliement.
  • Le suréchantillonnage avec moyenne de quatre mesures gagne environ un bit, si le bruit est aléatoire.
  • Certains ADC définissent le quantum comme Vref ÷ (2^N − 1) ; la différence est négligeable au-delà de 8 bits.

Questions fréquentes

Comment calculer la résolution d'un ADC ?

Quantum = Vref ÷ 2^N. Un ADC 12 bits sous 3,3 V résout environ 0,806 mV.

Quel est le SNR idéal d'un ADC ?

6,02 × N + 1,76 dB, soit environ 74 dB pour 12 bits.

Qu'est-ce que l'ENOB ?

Le nombre de bits effectifs, (SINAD − 1,76) ÷ 6,02, qui tient compte du bruit et de la distorsion réels.

Comment convertir un code ADC en tension ?

Tension ≈ code × Vref ÷ 2^N.

Ce calculateur vous a-t-il été utile ?

Merci pour votre avis !

Résultats indicatifs fournis à titre d'information. Ils ne remplacent pas l'avis d'un professionnel.