Electronique
> Réalisations
>
Convertisseurs
> Convertisseur N/A (DAC) 003
Dernière mise à jour : 17/05/2026Présentation
CNA = Convertisseur Numérique AnalogiqueDAC = Digital to Analog Converter
Ce convertisseur numérique / analogique (CNA ou DAC) permet de convertir une donnée numérique codée sur 16 bits (compatible TTL +5 V) en une tension continue comprise entre 0V et 3V3, 5V ou 15V. Tout comme le convertisseur N/A 001, le montage présenté ici fait appel à un réseau R/2R et ne requiert aucun composant spécifique.
Avertissement
Le convertisseur 16 bits présenté ici est basé sur un réseau R2R composé de résistances de précision moyenne. De ce fait, il ne peut pas rivaliser avec un "vrai" convertisseur intégré dont les composants ont une valeur très précise ajustée par laser. Ce circuit a été étudié dans un seul but : tester le fonctionnement général de mon prototype Générateur audio 021b construit autour d'un PIC32.
Schéma
Quelques circuits intégrés courants, faciles à trouver et pas chers sont associés au réseau de résistances R/2R.
Principe général de fonctionnement
Un réseau R/2R est composé de résistances de valeur fixe, une moitié des résistances d'une certaine valeur (R) et l'autre moitié de résistances de valeur double (2R). Cette façon de procéder est en première apparence "économique", mais elle requiert des résistances de très haute précision si on veut un résultat à la hauteur de ses attentes. Dans le cas présent, j'ai opté pour des résistance de tolérance 1%, ce qui est suffisant pour des vérifications simples, mais insuffisant pour une haute précision (dont je n'ai que faire ici).
Plutôt que d'attaquer directement le réseau R/2R avec le bus de sortie 16 bits (source de données), j'ai préféré insérer des tampons (buffers), ici des CD4050. Ce choix offre deux avantages : attaque du réseau R/2R en basse impédance, et sécurisation de la source en cas de fausse manip durant mes tests (plus facile de remplacer éventuellement un CD4050 en boîtier DIP que remplacer un PIC32 en boîtier SSOP). La donnée numérique 16 bits convertie en tension est disponible au point commun R30/R31 et est appliquée à un AOP faisant office d'adaptateur d'impédance (montage en suiveur de tension, impédance d'entrée élevée et impédance de sortie faible). Le potentiomètre RV1 permet d'ajuster le niveau de sortie. Sa valeur doit être élevée en comparaison des valeurs de résistances utilisées pour le réseau R/2R pour ne pas trop perturber ce dernier.
Remarque : l'AOP U5 initialement prévu pour s'affranchir des tensions de déchet des AOP ne sera finalement pas utilisé, l'AOP U6 de type "rail-to-rail" s'avérant (a priori) suffisant pour mes tests.
Alimentation
Alimentation standard de +3V3 ou +5V pour les trois circuits logiques et l'AOP U6. Une alimentation symétrique peut être ajoutée pour l'AOP U5 qui permet de travailler sur la plus grande plage de tension possible, sans limite imposée par les tensions de déchet de l'AOP. A noter que l'utilisation de l'AOP U6 alimenté sous une tension de +3V3 ou +5V impose l'emploi d'un modèle "rail-to-rail".Prototype
PCB en cours de fabrication, selon implantation et routage visible ci-après.
Circuit imprimé (PCB)
Réalisé en double face.
PCB au format PDF - 16/05/2026
Historique
17/05/2026- Première mise à disposition.