Calculatrice de Résolution, ENOB et Repliement d'un CAN
Taille du pas, rapport signal sur bruit idéal, nombre effectif de bits, bruit de quantification et fréquence de repliement d'un signal échantillonné par un convertisseur analogique-numérique.
Résultats
La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.
Ce que fait cet outil
Un convertisseur de N bits divise sa plage d'entrée en 2ᴺ pas, et l'arrondi au plus proche ajoute un bruit de LSB ÷ √12, ce qui donne pour une sinusoïde pleine échelle le célèbre SNR = 6,02 N + 1,76 dB. Les convertisseurs réels font moins bien : le SINAD de la fiche technique se retraduit en bits effectifs par ENOB = (SINAD − 1,76) ÷ 6,02, d'où le fait qu'un composant « 12 bits » vaut souvent 10,5 bits à haute fréquence. Un signal au-dessus de la moitié de la fréquence d'échantillonnage ne disparaît pas, il se replie vers une fréquence plus basse : il faut donc un filtre anti-repliement avant le convertisseur.
Formule
LSB = V_FS ÷ 2ᴺ · SNR = 6.02 N + 1.76 dB · ENOB = (SINAD − 1.76) ÷ 6.02 · q_rms = LSB ÷ √12 · alias = |f − f_s × round(f ÷ f_s)|
Variables
| Symbole | Signification | Unité |
|---|---|---|
nb | Résolution du convertisseur | bit |
vfs | Plage d'entrée pleine échelle | V |
sinad | SINAD mesuré (de la fiche technique) | dB |
fin | Fréquence du signal d'entrée | kHz |
fs | Fréquence d'échantillonnage | kHz |
LSB | Taille d'un pas (1 LSB) | mV |
SNR | Rapport signal sur bruit idéal | dB |
EN | Nombre effectif de bits (ENOB) | bit |
QN | Bruit de quantification (efficace) | µV |
CO | Nombre de codes de sortie | — |
NY | Fréquence de Nyquist | kHz |
AL | Fréquence à laquelle le signal apparaît après échantillonnage | kHz |
AS | Le signal est-il replié ? | — |
Exemple résolu
- Résolution du convertisseur12 bit
- Plage d'entrée pleine échelle3,3 V
- SINAD mesuré (de la fiche technique)68 dB
- Fréquence du signal d'entrée130 kHz
- Fréquence d'échantillonnage100 kHz
- Taille d'un pas (1 LSB)0,8057 mV
- Rapport signal sur bruit idéal74,01 dB
- Nombre effectif de bits (ENOB)11,00 bit
- Bruit de quantification (efficace)232,58 µV
- Nombre de codes de sortie4096
- Fréquence de Nyquist50,00 kHz
- Fréquence à laquelle le signal apparaît après échantillonnage30,00 kHz
- Le signal est-il replié ?Oui : il se replie à la fréquence indiquée
Limites
- La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
- Les rendements et consommations varient d'un produit à l'autre. Prenez les valeurs sur la fiche technique du produit réellement utilisé.