7- Résultats de simulation de la chaîne de conversion ΣΣΣΣ∆∆∆∆

La validation de la chaîne de conversion Σ∆ de la figure IV-69 a été testé pour deux fréquences différentes de la bande passante, 1kHz et 3kHz. Les figures IV-70 à IV-77 représentent les différentes sorties des étages du filtre décimateur ainsi que leurs analyses spectrales respectives

Figure IV- 70 : Sortie du sinus cardinal. Figure IV- 71 : FFT de la sortie.

Figure IV- 74 : Sortie du premier filtre demi -bande.

Figure IV- 75 : FFT de la sortie.

Figure IV- 76 : Sortie finale après le deuxième filtre demi-bande.

Figure IV- 77 : FFT de la sortie.

Ces résultats ont été validés pour une entrée d’amplitude -2dB (0.8 de la pleine échelle) en dessous de la pleine échelle, à une fréquence d’entrée de 1kHz. Le nombre de point acquis est de 65536 à l’entrée du filtre de décimation. La figure IV-70 illustre la sortie temporelle du sinus cardinal correspondante à une décimation par 16. Nous avons donc obtenu 4096 points de données codées sur 13 bits. On remarque que la sortie du sinus cardinal n’atteint pas sa valeur maximal 0.8 et présente une déformation due à la distorsion du modulateur Sigma Delta. La figure IV-72 illustre la sortie du filtre correcteur où l’on constate une meilleure sortie temporelle qui se rapproche de sa valeur maximale. Les figures IV-71 et IV-73 montrent la FFT du signal de sortie du sinus cardinal et du filtre correcteur. La figure IV-74 montre la sortie du premier filtre demi-bande avec une décimation par 2. Nous obtenons 2048 données sur 13 bits. La figure IV-75 illustre la FFT du signal de sortie du premier filtre demi-bande. On retrouve la raie fondamentale à 1kHz normalisée par rapport à 32 kHz (f_fond=0.031). La figure IV-76 représente la sortie finale de la chaîne de conversion. Nous avons obtenu 1024 points de données sur 13 bits ce qui correspond à une décimation par 2 par rapport à la sortie du premier filtre demi

bande. La figure IV-77 montre la FFT du signal de sortie de la chaîne de conversion Σ∆. On remarque que le raie fondamentale se translate à (f₁=0.063) normalisée par rapport à 16kHz. De même les différentes figures présentées à la suite montrent les résultats des différentes simulations à chaque étage du filtre de décimation pour une entrée d’amplitude -4.43 dB au dessous de la pleine échelle et une fréquence de 3kHz. Le nombre de point acquis est de 65536. La figure IV-78 représente la sortie temporelle du sinus cardinal et la figure IV-79 montre son spectre. On remarque que plus les fréquences se rapprochent de la limite de la bande passante, plus l’atténuation est grande. En effet, la sortie du filtre sinus cardinal est de -5.2 dB en dessous de la pleine échelle. Après correction, l’amplitude de la sortie du filtre compensateur est de -4.43 dB au dessous de la pleine échelle. La figure IV-81 illustrent la FFT du signal de sortie du filtre correcteur.

Figure IV- 78 : Sortie du sinus cardinal. Figure IV- 79 : FFT de la sortie.

Figure IV- 80 : Sortie du filtre compensateur.

Figure IV- 82 : Sortie du premier filtre demi –bande.

Figure IV- 83 : FFT de la sortie.

Figure IV- 84 : Sortie finale après le deuxième filtre demi-bande.

Figure IV- 85 : FFT de la sortie.

Les figures IV-82 et IV-84 illustrent la sortie temporelle du premier filtre demi-bande et du deuxième filtre demi-bande. Dans une deuxième étape, le fichier à la sortie finale de convertisseur Sigma Delta a été récupéré et une acquisition sur Can Test est faite sur les 13 bits afin de vérifier la fonctionnalité du convertisseur analogique-numérique [Bou-01-03]. Les figures IV-87 et IV-88 illustrent le signal reconstitué du convertisseur analogique numérique et son spectre. Le tableau IV-6 représente les caractéristiques du convertisseur analogique numérique dans la bande audio.

Signal d'entreé dans la bande audio F_N modulateur Sigma Delta Le signal échantillonnéà F_e 1.024 MHz ASIC SPW Le signal de sortie échantillonné à 16KHz F_e ASCII Le filtre décimateur Le Signal reconstitué à 16KHz CANTEST ASCII F_N F_N

Figure IV- 87 : Signal reconstitué du convertisseur analogique numérique.

Figure IV- 88 : Spectre du signal reconstitué du convertisseur Analogique numérique.

On remarque sur la fenêtre des caractéristiques spectrales une résolution effective de 7 bits. Il faut savoir que l’acquisition n’est pas réalisée en pleine échelle puisque le SFSR (Signal to Full Scale Ratio) est de -2dB. On peut espérer obtenir environ 7.5 bit effectifs.

CONCLUSION

Dans la première partie de ce chapitre nous avons étudié les différentes structures de décimation et nous avons comparé également les différentes architectures du sinus cardinal qui est le bloc principal du filtre de décimation.

Dans la deuxième partie , nous avons présenté en détail les différentes simulations relatives au différents étages du filtre décimateur. En effet, nous avons commencé par le filtre sinus cardinal qui comporte essentiellement des blocs d'intégration et de dérivation. En suite, nous avons illustré les simulations pour le filtre compensateur ainsi ceux des filtres demi-bandes.

Dans la troisième partie, nous avons présenté les tests et les résultats de simulation du convertisseur analogique numérique.